OSDN Git Service

2005-06-14 Frank Ch. Eigler <fche@redhat.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / libjava / verify.cc
1 // verify.cc - verify bytecode
2
3 /* Copyright (C) 2001, 2002, 2003, 2004, 2005  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 #include <java/lang/NoClassDefFoundError.h>
35
36 #ifdef VERIFY_DEBUG
37 #include <stdio.h>
38 #endif /* VERIFY_DEBUG */
39
40
41 // This is used to mark states which are not scheduled for
42 // verification.
43 #define INVALID_STATE ((state *) -1)
44
45 static void debug_print (const char *fmt, ...)
46   __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
47
48 static inline void
49 debug_print (MAYBE_UNUSED const char *fmt, ...)
50 {
51 #ifdef VERIFY_DEBUG
52   va_list ap;
53   va_start (ap, fmt);
54   vfprintf (stderr, fmt, ap);
55   va_end (ap);
56 #endif /* VERIFY_DEBUG */
57 }
58
59 // This started as a fairly ordinary verifier, and for the most part
60 // it remains so.  It works in the obvious way, by modeling the effect
61 // of each opcode as it is encountered.  For most opcodes, this is a
62 // straightforward operation.
63 //
64 // This verifier does not do type merging.  It used to, but this
65 // results in difficulty verifying some relatively simple code
66 // involving interfaces, and it pushed some verification work into the
67 // interpreter.
68 //
69 // Instead of merging reference types, when we reach a point where two
70 // flows of control merge, we simply keep the union of reference types
71 // from each branch.  Then, when we need to verify a fact about a
72 // reference on the stack (e.g., that it is compatible with the
73 // argument type of a method), we check to ensure that all possible
74 // types satisfy the requirement.
75 //
76 // Another area this verifier differs from the norm is in its handling
77 // of subroutines.  The JVM specification has some confusing things to
78 // say about subroutines.  For instance, it makes claims about not
79 // allowing subroutines to merge and it rejects recursive subroutines.
80 // For the most part these are red herrings; we used to try to follow
81 // these things but they lead to problems.  For example, the notion of
82 // "being in a subroutine" is not well-defined: is an exception
83 // handler in a subroutine?  If you never execute the `ret' but
84 // instead `goto 1' do you remain in the subroutine?
85 //
86 // For clarity on what is really required for type safety, read
87 // "Simple Verification Technique for Complex Java Bytecode
88 // Subroutines" by Alessandro Coglio.  Among other things this paper
89 // shows that recursive subroutines are not harmful to type safety.
90 // We implement something similar to what he proposes.  Note that this
91 // means that this verifier will accept code that is rejected by some
92 // other verifiers.
93 //
94 // For those not wanting to read the paper, the basic observation is
95 // that we can maintain split states in subroutines.  We maintain one
96 // state for each calling `jsr'.  In other words, we re-verify a
97 // subroutine once for each caller, using the exact types held by the
98 // callers (as opposed to the old approach of merging types and
99 // keeping a bitmap registering what did or did not change).  This
100 // approach lets us continue to verify correctly even when a
101 // subroutine is exited via `goto' or `athrow' and not `ret'.
102 //
103 // In some other areas the JVM specification is (mildly) incorrect,
104 // so we diverge.  For instance, you cannot
105 // violate type safety by allocating an object with `new' and then
106 // failing to initialize it, no matter how one branches or where one
107 // stores the uninitialized reference.  See "Improving the official
108 // specification of Java bytecode verification" by Alessandro Coglio.
109 //
110 // Note that there's no real point in enforcing that padding bytes or
111 // the mystery byte of invokeinterface must be 0, but we do that
112 // regardless.
113 //
114 // The verifier is currently neither completely lazy nor eager when it
115 // comes to loading classes.  It tries to represent types by name when
116 // possible, and then loads them when it needs to verify a fact about
117 // the type.  Checking types by name is valid because we only use
118 // names which come from the current class' constant pool.  Since all
119 // such names are looked up using the same class loader, there is no
120 // danger that we might be fooled into comparing different types with
121 // the same name.
122 //
123 // In the future we plan to allow for a completely lazy mode of
124 // operation, where the verifier will construct a list of type
125 // assertions to be checked later.
126 //
127 // Some test cases for the verifier live in the "verify" module of the
128 // Mauve test suite.  However, some of these are presently
129 // (2004-01-20) believed to be incorrect.  (More precisely the notion
130 // of "correct" is not well-defined, and this verifier differs from
131 // others while remaining type-safe.)  Some other tests live in the
132 // libgcj test suite.
133 class _Jv_BytecodeVerifier
134 {
135 private:
136
137   static const int FLAG_INSN_START = 1;
138   static const int FLAG_BRANCH_TARGET = 2;
139
140   struct state;
141   struct type;
142   struct linked_utf8;
143   struct ref_intersection;
144
145   template<typename T>
146   struct linked
147   {
148     T *val;
149     linked<T> *next;
150   };
151
152   // The current PC.
153   int PC;
154   // The PC corresponding to the start of the current instruction.
155   int start_PC;
156
157   // The current state of the stack, locals, etc.
158   state *current_state;
159
160   // At each branch target we keep a linked list of all the states we
161   // can process at that point.  We'll only have multiple states at a
162   // given PC if they both have different return-address types in the
163   // same stack or local slot.  This array is indexed by PC and holds
164   // the list of all such states.
165   linked<state> **states;
166
167   // We keep a linked list of all the states which we must reverify.
168   // This is the head of the list.
169   state *next_verify_state;
170
171   // We keep some flags for each instruction.  The values are the
172   // FLAG_* constants defined above.  This is an array indexed by PC.
173   char *flags;
174
175   // The bytecode itself.
176   unsigned char *bytecode;
177   // The exceptions.
178   _Jv_InterpException *exception;
179
180   // Defining class.
181   jclass current_class;
182   // This method.
183   _Jv_InterpMethod *current_method;
184
185   // A linked list of utf8 objects we allocate.
186   linked<_Jv_Utf8Const> *utf8_list;
187
188   // A linked list of all ref_intersection objects we allocate.
189   ref_intersection *isect_list;
190
191   // Create a new Utf-8 constant and return it.  We do this to avoid
192   // having our Utf-8 constants prematurely collected.
193   _Jv_Utf8Const *make_utf8_const (char *s, int len)
194   {
195     linked<_Jv_Utf8Const> *lu = (linked<_Jv_Utf8Const> *)
196       _Jv_Malloc (sizeof (linked<_Jv_Utf8Const>)
197                   + _Jv_Utf8Const::space_needed(s, len));
198     _Jv_Utf8Const *r = (_Jv_Utf8Const *) (lu + 1);
199     r->init(s, len);
200     lu->val = r;
201     lu->next = utf8_list;
202     utf8_list = lu;
203
204     return r;
205   }
206
207   __attribute__ ((__noreturn__)) void verify_fail (char *s, jint pc = -1)
208   {
209     using namespace java::lang;
210     StringBuffer *buf = new StringBuffer ();
211
212     buf->append (JvNewStringLatin1 ("verification failed"));
213     if (pc == -1)
214       pc = start_PC;
215     if (pc != -1)
216       {
217         buf->append (JvNewStringLatin1 (" at PC "));
218         buf->append (pc);
219       }
220
221     _Jv_InterpMethod *method = current_method;
222     buf->append (JvNewStringLatin1 (" in "));
223     buf->append (current_class->getName());
224     buf->append ((jchar) ':');
225     buf->append (method->get_method()->name->toString());
226     buf->append ((jchar) '(');
227     buf->append (method->get_method()->signature->toString());
228     buf->append ((jchar) ')');
229
230     buf->append (JvNewStringLatin1 (": "));
231     buf->append (JvNewStringLatin1 (s));
232     throw new java::lang::VerifyError (buf->toString ());
233   }
234
235   // This enum holds a list of tags for all the different types we
236   // need to handle.  Reference types are treated specially by the
237   // type class.
238   enum type_val
239   {
240     void_type,
241
242     // The values for primitive types are chosen to correspond to values
243     // specified to newarray.
244     boolean_type = 4,
245     char_type = 5,
246     float_type = 6,
247     double_type = 7,
248     byte_type = 8,
249     short_type = 9,
250     int_type = 10,
251     long_type = 11,
252
253     // Used when overwriting second word of a double or long in the
254     // local variables.  Also used after merging local variable states
255     // to indicate an unusable value.
256     unsuitable_type,
257     return_address_type,
258     // This is the second word of a two-word value, i.e., a double or
259     // a long.
260     continuation_type,
261
262     // Everything after `reference_type' must be a reference type.
263     reference_type,
264     null_type,
265     uninitialized_reference_type
266   };
267
268   // This represents a merged class type.  Some verifiers (including
269   // earlier versions of this one) will compute the intersection of
270   // two class types when merging states.  However, this loses
271   // critical information about interfaces implemented by the various
272   // classes.  So instead we keep track of all the actual classes that
273   // have been merged.
274   struct ref_intersection
275   {
276     // Whether or not this type has been resolved.
277     bool is_resolved;
278
279     // Actual type data.
280     union
281     {
282       // For a resolved reference type, this is a pointer to the class.
283       jclass klass;
284       // For other reference types, this it the name of the class.
285       _Jv_Utf8Const *name;
286     } data;
287
288     // Link to the next reference in the intersection.
289     ref_intersection *ref_next;
290
291     // This is used to keep track of all the allocated
292     // ref_intersection objects, so we can free them.
293     // FIXME: we should allocate these in chunks.
294     ref_intersection *alloc_next;
295
296     ref_intersection (jclass klass, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
297       : ref_next (NULL)
298     {
299       is_resolved = true;
300       data.klass = klass;
301       alloc_next = verifier->isect_list;
302       verifier->isect_list = this;
303     }
304
305     ref_intersection (_Jv_Utf8Const *name, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
306       : ref_next (NULL)
307     {
308       is_resolved = false;
309       data.name = name;
310       alloc_next = verifier->isect_list;
311       verifier->isect_list = this;
312     }
313
314     ref_intersection (ref_intersection *dup, ref_intersection *tail,
315                       _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
316       : ref_next (tail)
317     {
318       is_resolved = dup->is_resolved;
319       data = dup->data;
320       alloc_next = verifier->isect_list;
321       verifier->isect_list = this;
322     }
323
324     bool equals (ref_intersection *other, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
325     {
326       if (! is_resolved && ! other->is_resolved
327           && _Jv_equalUtf8Consts (data.name, other->data.name))
328         return true;
329       if (! is_resolved)
330         resolve (verifier);
331       if (! other->is_resolved)
332         other->resolve (verifier);
333       return data.klass == other->data.klass;
334     }
335
336     // Merge THIS type into OTHER, returning the result.  This will
337     // return OTHER if all the classes in THIS already appear in
338     // OTHER.
339     ref_intersection *merge (ref_intersection *other,
340                              _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
341     {
342       ref_intersection *tail = other;
343       for (ref_intersection *self = this; self != NULL; self = self->ref_next)
344         {
345           bool add = true;
346           for (ref_intersection *iter = other; iter != NULL;
347                iter = iter->ref_next)
348             {
349               if (iter->equals (self, verifier))
350                 {
351                   add = false;
352                   break;
353                 }
354             }
355
356           if (add)
357             tail = new ref_intersection (self, tail, verifier);
358         }
359       return tail;
360     }
361
362     void resolve (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
363     {
364       if (is_resolved)
365         return;
366
367       using namespace java::lang;
368       java::lang::ClassLoader *loader
369         = verifier->current_class->getClassLoaderInternal();
370       // We might see either kind of name.  Sigh.
371       if (data.name->first() == 'L' && data.name->limit()[-1] == ';')
372         {
373           data.klass = _Jv_FindClassFromSignature (data.name->chars(), loader);
374           if (data.klass == NULL)
375             throw new java::lang::NoClassDefFoundError(data.name->toString());
376         }
377       else
378         data.klass = Class::forName (_Jv_NewStringUtf8Const (data.name),
379                                      false, loader);
380       is_resolved = true;
381     }
382
383     // See if an object of type OTHER can be assigned to an object of
384     // type *THIS.  This might resolve classes in one chain or the
385     // other.
386     bool compatible (ref_intersection *other,
387                      _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
388     {
389       ref_intersection *self = this;
390
391       for (; self != NULL; self = self->ref_next)
392         {
393           ref_intersection *other_iter = other;
394
395           for (; other_iter != NULL; other_iter = other_iter->ref_next)
396             {
397               // Avoid resolving if possible.
398               if (! self->is_resolved
399                   && ! other_iter->is_resolved
400                   && _Jv_equalUtf8Consts (self->data.name,
401                                           other_iter->data.name))
402                 continue;
403
404               if (! self->is_resolved)
405                 self->resolve(verifier);
406               if (! other_iter->is_resolved)
407                 other_iter->resolve(verifier);
408
409               if (! is_assignable_from_slow (self->data.klass,
410                                              other_iter->data.klass))
411                 return false;
412             }
413         }
414
415       return true;
416     }
417
418     bool isarray ()
419     {
420       // assert (ref_next == NULL);
421       if (is_resolved)
422         return data.klass->isArray ();
423       else
424         return data.name->first() == '[';
425     }
426
427     bool isinterface (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
428     {
429       // assert (ref_next == NULL);
430       if (! is_resolved)
431         resolve (verifier);
432       return data.klass->isInterface ();
433     }
434
435     bool isabstract (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
436     {
437       // assert (ref_next == NULL);
438       if (! is_resolved)
439         resolve (verifier);
440       using namespace java::lang::reflect;
441       return Modifier::isAbstract (data.klass->getModifiers ());
442     }
443
444     jclass getclass (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
445     {
446       if (! is_resolved)
447         resolve (verifier);
448       return data.klass;
449     }
450
451     int count_dimensions ()
452     {
453       int ndims = 0;
454       if (is_resolved)
455         {
456           jclass k = data.klass;
457           while (k->isArray ())
458             {
459               k = k->getComponentType ();
460               ++ndims;
461             }
462         }
463       else
464         {
465           char *p = data.name->chars();
466           while (*p++ == '[')
467             ++ndims;
468         }
469       return ndims;
470     }
471
472     void *operator new (size_t bytes)
473     {
474       return _Jv_Malloc (bytes);
475     }
476
477     void operator delete (void *mem)
478     {
479       _Jv_Free (mem);
480     }
481   };
482
483   // Return the type_val corresponding to a primitive signature
484   // character.  For instance `I' returns `int.class'.
485   type_val get_type_val_for_signature (jchar sig)
486   {
487     type_val rt;
488     switch (sig)
489       {
490       case 'Z':
491         rt = boolean_type;
492         break;
493       case 'B':
494         rt = byte_type;
495         break;
496       case 'C':
497         rt = char_type;
498         break;
499       case 'S':
500         rt = short_type;
501         break;
502       case 'I':
503         rt = int_type;
504         break;
505       case 'J':
506         rt = long_type;
507         break;
508       case 'F':
509         rt = float_type;
510         break;
511       case 'D':
512         rt = double_type;
513         break;
514       case 'V':
515         rt = void_type;
516         break;
517       default:
518         verify_fail ("invalid signature");
519       }
520     return rt;
521   }
522
523   // Return the type_val corresponding to a primitive class.
524   type_val get_type_val_for_signature (jclass k)
525   {
526     return get_type_val_for_signature ((jchar) k->method_count);
527   }
528
529   // This is like _Jv_IsAssignableFrom, but it works even if SOURCE or
530   // TARGET haven't been prepared.
531   static bool is_assignable_from_slow (jclass target, jclass source)
532   {
533     // First, strip arrays.
534     while (target->isArray ())
535       {
536         // If target is array, source must be as well.
537         if (! source->isArray ())
538           return false;
539         target = target->getComponentType ();
540         source = source->getComponentType ();
541       }
542
543     // Quick success.
544     if (target == &java::lang::Object::class$)
545       return true;
546
547     do
548       {
549         if (source == target)
550           return true;
551
552         if (target->isPrimitive () || source->isPrimitive ())
553           return false;
554
555         if (target->isInterface ())
556           {
557             for (int i = 0; i < source->interface_count; ++i)
558               {
559                 // We use a recursive call because we also need to
560                 // check superinterfaces.
561                 if (is_assignable_from_slow (target, source->getInterface (i)))
562                   return true;
563               }
564           }
565         source = source->getSuperclass ();
566       }
567     while (source != NULL);
568
569     return false;
570   }
571
572   // The `type' class is used to represent a single type in the
573   // verifier.
574   struct type
575   {
576     // The type key.
577     type_val key;
578
579     // For reference types, the representation of the type.
580     ref_intersection *klass;
581
582     // This is used in two situations.
583     //
584     // First, when constructing a new object, it is the PC of the
585     // `new' instruction which created the object.  We use the special
586     // value UNINIT to mean that this is uninitialized.  The special
587     // value SELF is used for the case where the current method is
588     // itself the <init> method.  the special value EITHER is used
589     // when we may optionally allow either an uninitialized or
590     // initialized reference to match.
591     //
592     // Second, when the key is return_address_type, this holds the PC
593     // of the instruction following the `jsr'.
594     int pc;
595
596     static const int UNINIT = -2;
597     static const int SELF = -1;
598     static const int EITHER = -3;
599
600     // Basic constructor.
601     type ()
602     {
603       key = unsuitable_type;
604       klass = NULL;
605       pc = UNINIT;
606     }
607
608     // Make a new instance given the type tag.  We assume a generic
609     // `reference_type' means Object.
610     type (type_val k)
611     {
612       key = k;
613       // For reference_type, if KLASS==NULL then that means we are
614       // looking for a generic object of any kind, including an
615       // uninitialized reference.
616       klass = NULL;
617       pc = UNINIT;
618     }
619
620     // Make a new instance given a class.
621     type (jclass k, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
622     {
623       key = reference_type;
624       klass = new ref_intersection (k, verifier);
625       pc = UNINIT;
626     }
627
628     // Make a new instance given the name of a class.
629     type (_Jv_Utf8Const *n, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
630     {
631       key = reference_type;
632       klass = new ref_intersection (n, verifier);
633       pc = UNINIT;
634     }
635
636     // Copy constructor.
637     type (const type &t)
638     {
639       key = t.key;
640       klass = t.klass;
641       pc = t.pc;
642     }
643
644     // These operators are required because libgcj can't link in
645     // -lstdc++.
646     void *operator new[] (size_t bytes)
647     {
648       return _Jv_Malloc (bytes);
649     }
650
651     void operator delete[] (void *mem)
652     {
653       _Jv_Free (mem);
654     }
655
656     type& operator= (type_val k)
657     {
658       key = k;
659       klass = NULL;
660       pc = UNINIT;
661       return *this;
662     }
663
664     type& operator= (const type& t)
665     {
666       key = t.key;
667       klass = t.klass;
668       pc = t.pc;
669       return *this;
670     }
671
672     // Promote a numeric type.
673     type &promote ()
674     {
675       if (key == boolean_type || key == char_type
676           || key == byte_type || key == short_type)
677         key = int_type;
678       return *this;
679     }
680
681     // Mark this type as the uninitialized result of `new'.
682     void set_uninitialized (int npc, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
683     {
684       if (key == reference_type)
685         key = uninitialized_reference_type;
686       else
687         verifier->verify_fail ("internal error in type::uninitialized");
688       pc = npc;
689     }
690
691     // Mark this type as now initialized.
692     void set_initialized (int npc)
693     {
694       if (npc != UNINIT && pc == npc && key == uninitialized_reference_type)
695         {
696           key = reference_type;
697           pc = UNINIT;
698         }
699     }
700
701     // Mark this type as a particular return address.
702     void set_return_address (int npc)
703     {
704       pc = npc;
705     }
706
707     // Return true if this type and type OTHER are considered
708     // mergeable for the purposes of state merging.  This is related
709     // to subroutine handling.  For this purpose two types are
710     // considered unmergeable if they are both return-addresses but
711     // have different PCs.
712     bool state_mergeable_p (const type &other) const
713     {
714       return (key != return_address_type
715               || other.key != return_address_type
716               || pc == other.pc);
717     }
718
719     // Return true if an object of type K can be assigned to a variable
720     // of type *THIS.  Handle various special cases too.  Might modify
721     // *THIS or K.  Note however that this does not perform numeric
722     // promotion.
723     bool compatible (type &k, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
724     {
725       // Any type is compatible with the unsuitable type.
726       if (key == unsuitable_type)
727         return true;
728
729       if (key < reference_type || k.key < reference_type)
730         return key == k.key;
731
732       // The `null' type is convertible to any initialized reference
733       // type.
734       if (key == null_type)
735         return k.key != uninitialized_reference_type;
736       if (k.key == null_type)
737         return key != uninitialized_reference_type;
738
739       // A special case for a generic reference.
740       if (klass == NULL)
741         return true;
742       if (k.klass == NULL)
743         verifier->verify_fail ("programmer error in type::compatible");
744
745       // Handle the special 'EITHER' case, which is only used in a
746       // special case of 'putfield'.  Note that we only need to handle
747       // this on the LHS of a check.
748       if (! isinitialized () && pc == EITHER)
749         {
750           // If the RHS is uninitialized, it must be an uninitialized
751           // 'this'.
752           if (! k.isinitialized () && k.pc != SELF)
753             return false;
754         }
755       else if (isinitialized () != k.isinitialized ())
756         {
757           // An initialized type and an uninitialized type are not
758           // otherwise compatible.
759           return false;
760         }
761       else
762         {
763           // Two uninitialized objects are compatible if either:
764           // * The PCs are identical, or
765           // * One PC is UNINIT.
766           if (! isinitialized ())
767             {
768               if (pc != k.pc && pc != UNINIT && k.pc != UNINIT)
769                 return false;
770             }
771         }
772
773       return klass->compatible(k.klass, verifier);
774     }
775
776     bool equals (const type &other, _Jv_BytecodeVerifier *vfy)
777     {
778       // Only works for reference types.
779       if ((key != reference_type
780            && key != uninitialized_reference_type)
781           || (other.key != reference_type
782               && other.key != uninitialized_reference_type))
783         return false;
784       // Only for single-valued types.
785       if (klass->ref_next || other.klass->ref_next)
786         return false;
787       return klass->equals (other.klass, vfy);
788     }
789
790     bool isvoid () const
791     {
792       return key == void_type;
793     }
794
795     bool iswide () const
796     {
797       return key == long_type || key == double_type;
798     }
799
800     // Return number of stack or local variable slots taken by this
801     // type.
802     int depth () const
803     {
804       return iswide () ? 2 : 1;
805     }
806
807     bool isarray () const
808     {
809       // We treat null_type as not an array.  This is ok based on the
810       // current uses of this method.
811       if (key == reference_type)
812         return klass->isarray ();
813       return false;
814     }
815
816     bool isnull () const
817     {
818       return key == null_type;
819     }
820
821     bool isinterface (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
822     {
823       if (key != reference_type)
824         return false;
825       return klass->isinterface (verifier);
826     }
827
828     bool isabstract (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
829     {
830       if (key != reference_type)
831         return false;
832       return klass->isabstract (verifier);
833     }
834
835     // Return the element type of an array.
836     type element_type (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
837     {
838       if (key != reference_type)
839         verifier->verify_fail ("programmer error in type::element_type()", -1);
840
841       jclass k = klass->getclass (verifier)->getComponentType ();
842       if (k->isPrimitive ())
843         return type (verifier->get_type_val_for_signature (k));
844       return type (k, verifier);
845     }
846
847     // Return the array type corresponding to an initialized
848     // reference.  We could expand this to work for other kinds of
849     // types, but currently we don't need to.
850     type to_array (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
851     {
852       if (key != reference_type)
853         verifier->verify_fail ("internal error in type::to_array()");
854
855       jclass k = klass->getclass (verifier);
856       return type (_Jv_GetArrayClass (k, k->getClassLoaderInternal()),
857                    verifier);
858     }
859
860     bool isreference () const
861     {
862       return key >= reference_type;
863     }
864
865     int get_pc () const
866     {
867       return pc;
868     }
869
870     bool isinitialized () const
871     {
872       return key == reference_type || key == null_type;
873     }
874
875     bool isresolved () const
876     {
877       return (key == reference_type
878               || key == null_type
879               || key == uninitialized_reference_type);
880     }
881
882     void verify_dimensions (int ndims, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
883     {
884       // The way this is written, we don't need to check isarray().
885       if (key != reference_type)
886         verifier->verify_fail ("internal error in verify_dimensions:"
887                                " not a reference type");
888
889       if (klass->count_dimensions () < ndims)
890         verifier->verify_fail ("array type has fewer dimensions"
891                                " than required");
892     }
893
894     // Merge OLD_TYPE into this.  On error throw exception.  Return
895     // true if the merge caused a type change.
896     bool merge (type& old_type, bool local_semantics,
897                 _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
898     {
899       bool changed = false;
900       bool refo = old_type.isreference ();
901       bool refn = isreference ();
902       if (refo && refn)
903         {
904           if (old_type.key == null_type)
905             ;
906           else if (key == null_type)
907             {
908               *this = old_type;
909               changed = true;
910             }
911           else if (isinitialized () != old_type.isinitialized ())
912             verifier->verify_fail ("merging initialized and uninitialized types");
913           else
914             {
915               if (! isinitialized ())
916                 {
917                   if (pc == UNINIT)
918                     pc = old_type.pc;
919                   else if (old_type.pc == UNINIT)
920                     ;
921                   else if (pc != old_type.pc)
922                     verifier->verify_fail ("merging different uninitialized types");
923                 }
924
925               ref_intersection *merged = old_type.klass->merge (klass,
926                                                                 verifier);
927               if (merged != klass)
928                 {
929                   klass = merged;
930                   changed = true;
931                 }
932             }
933         }
934       else if (refo || refn || key != old_type.key)
935         {
936           if (local_semantics)
937             {
938               // If we already have an `unsuitable' type, then we
939               // don't need to change again.
940               if (key != unsuitable_type)
941                 {
942                   key = unsuitable_type;
943                   changed = true;
944                 }
945             }
946           else
947             verifier->verify_fail ("unmergeable type");
948         }
949       return changed;
950     }
951
952 #ifdef VERIFY_DEBUG
953     void print (void) const
954     {
955       char c = '?';
956       switch (key)
957         {
958         case boolean_type: c = 'Z'; break;
959         case byte_type: c = 'B'; break;
960         case char_type: c = 'C'; break;
961         case short_type: c = 'S'; break;
962         case int_type: c = 'I'; break;
963         case long_type: c = 'J'; break;
964         case float_type: c = 'F'; break;
965         case double_type: c = 'D'; break;
966         case void_type: c = 'V'; break;
967         case unsuitable_type: c = '-'; break;
968         case return_address_type: c = 'r'; break;
969         case continuation_type: c = '+'; break;
970         case reference_type: c = 'L'; break;
971         case null_type: c = '@'; break;
972         case uninitialized_reference_type: c = 'U'; break;
973         }
974       debug_print ("%c", c);
975     }
976 #endif /* VERIFY_DEBUG */
977   };
978
979   // This class holds all the state information we need for a given
980   // location.
981   struct state
982   {
983     // The current top of the stack, in terms of slots.
984     int stacktop;
985     // The current depth of the stack.  This will be larger than
986     // STACKTOP when wide types are on the stack.
987     int stackdepth;
988     // The stack.
989     type *stack;
990     // The local variables.
991     type *locals;
992     // We keep track of the type of `this' specially.  This is used to
993     // ensure that an instance initializer invokes another initializer
994     // on `this' before returning.  We must keep track of this
995     // specially because otherwise we might be confused by code which
996     // assigns to locals[0] (overwriting `this') and then returns
997     // without really initializing.
998     type this_type;
999
1000     // The PC for this state.  This is only valid on states which are
1001     // permanently attached to a given PC.  For an object like
1002     // `current_state', which is used transiently, this has no
1003     // meaning.
1004     int pc;
1005     // We keep a linked list of all states requiring reverification.
1006     // If this is the special value INVALID_STATE then this state is
1007     // not on the list.  NULL marks the end of the linked list.
1008     state *next;
1009
1010     // NO_NEXT is the PC value meaning that a new state must be
1011     // acquired from the verification list.
1012     static const int NO_NEXT = -1;
1013
1014     state ()
1015       : this_type ()
1016     {
1017       stack = NULL;
1018       locals = NULL;
1019       next = INVALID_STATE;
1020     }
1021
1022     state (int max_stack, int max_locals)
1023       : this_type ()
1024     {
1025       stacktop = 0;
1026       stackdepth = 0;
1027       stack = new type[max_stack];
1028       for (int i = 0; i < max_stack; ++i)
1029         stack[i] = unsuitable_type;
1030       locals = new type[max_locals];
1031       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1032         locals[i] = unsuitable_type;
1033       pc = NO_NEXT;
1034       next = INVALID_STATE;
1035     }
1036
1037     state (const state *orig, int max_stack, int max_locals)
1038     {
1039       stack = new type[max_stack];
1040       locals = new type[max_locals];
1041       copy (orig, max_stack, max_locals);
1042       pc = NO_NEXT;
1043       next = INVALID_STATE;
1044     }
1045
1046     ~state ()
1047     {
1048       if (stack)
1049         delete[] stack;
1050       if (locals)
1051         delete[] locals;
1052     }
1053
1054     void *operator new[] (size_t bytes)
1055     {
1056       return _Jv_Malloc (bytes);
1057     }
1058
1059     void operator delete[] (void *mem)
1060     {
1061       _Jv_Free (mem);
1062     }
1063
1064     void *operator new (size_t bytes)
1065     {
1066       return _Jv_Malloc (bytes);
1067     }
1068
1069     void operator delete (void *mem)
1070     {
1071       _Jv_Free (mem);
1072     }
1073
1074     void copy (const state *copy, int max_stack, int max_locals)
1075     {
1076       stacktop = copy->stacktop;
1077       stackdepth = copy->stackdepth;
1078       for (int i = 0; i < max_stack; ++i)
1079         stack[i] = copy->stack[i];
1080       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1081         locals[i] = copy->locals[i];
1082
1083       this_type = copy->this_type;
1084       // Don't modify `next' or `pc'.
1085     }
1086
1087     // Modify this state to reflect entry to an exception handler.
1088     void set_exception (type t, int max_stack)
1089     {
1090       stackdepth = 1;
1091       stacktop = 1;
1092       stack[0] = t;
1093       for (int i = stacktop; i < max_stack; ++i)
1094         stack[i] = unsuitable_type;
1095     }
1096
1097     inline int get_pc () const
1098     {
1099       return pc;
1100     }
1101
1102     void set_pc (int npc)
1103     {
1104       pc = npc;
1105     }
1106
1107     // Merge STATE_OLD into this state.  Destructively modifies this
1108     // state.  Returns true if the new state was in fact changed.
1109     // Will throw an exception if the states are not mergeable.
1110     bool merge (state *state_old, int max_locals,
1111                 _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
1112     {
1113       bool changed = false;
1114
1115       // Special handling for `this'.  If one or the other is
1116       // uninitialized, then the merge is uninitialized.
1117       if (this_type.isinitialized ())
1118         this_type = state_old->this_type;
1119
1120       // Merge stacks.
1121       if (state_old->stacktop != stacktop)  // FIXME stackdepth instead?
1122         verifier->verify_fail ("stack sizes differ");
1123       for (int i = 0; i < state_old->stacktop; ++i)
1124         {
1125           if (stack[i].merge (state_old->stack[i], false, verifier))
1126             changed = true;
1127         }
1128
1129       // Merge local variables.
1130       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1131         {
1132           if (locals[i].merge (state_old->locals[i], true, verifier))
1133             changed = true;
1134         }
1135
1136       return changed;
1137     }
1138
1139     // Ensure that `this' has been initialized.
1140     void check_this_initialized (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
1141     {
1142       if (this_type.isreference () && ! this_type.isinitialized ())
1143         verifier->verify_fail ("`this' is uninitialized");
1144     }
1145
1146     // Set type of `this'.
1147     void set_this_type (const type &k)
1148     {
1149       this_type = k;
1150     }
1151
1152     // Mark each `new'd object we know of that was allocated at PC as
1153     // initialized.
1154     void set_initialized (int pc, int max_locals)
1155     {
1156       for (int i = 0; i < stacktop; ++i)
1157         stack[i].set_initialized (pc);
1158       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1159         locals[i].set_initialized (pc);
1160       this_type.set_initialized (pc);
1161     }
1162
1163     // This tests to see whether two states can be considered "merge
1164     // compatible".  If both states have a return-address in the same
1165     // slot, and the return addresses are different, then they are not
1166     // compatible and we must not try to merge them.
1167     bool state_mergeable_p (state *other, int max_locals,
1168                             _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
1169     {
1170       // This is tricky: if the stack sizes differ, then not only are
1171       // these not mergeable, but in fact we should give an error, as
1172       // we've found two execution paths that reach a branch target
1173       // with different stack depths.  FIXME stackdepth instead?
1174       if (stacktop != other->stacktop)
1175         verifier->verify_fail ("stack sizes differ");
1176
1177       for (int i = 0; i < stacktop; ++i)
1178         if (! stack[i].state_mergeable_p (other->stack[i]))
1179           return false;
1180       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1181         if (! locals[i].state_mergeable_p (other->locals[i]))
1182           return false;
1183       return true;
1184     }
1185
1186     void reverify (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
1187     {
1188       if (next == INVALID_STATE)
1189         {
1190           next = verifier->next_verify_state;
1191           verifier->next_verify_state = this;
1192         }
1193     }
1194
1195 #ifdef VERIFY_DEBUG
1196     void print (const char *leader, int pc,
1197                 int max_stack, int max_locals) const
1198     {
1199       debug_print ("%s [%4d]:   [stack] ", leader, pc);
1200       int i;
1201       for (i = 0; i < stacktop; ++i)
1202         stack[i].print ();
1203       for (; i < max_stack; ++i)
1204         debug_print (".");
1205       debug_print ("    [local] ");
1206       for (i = 0; i < max_locals; ++i)
1207         locals[i].print ();
1208       debug_print (" | %p\n", this);
1209     }
1210 #else
1211     inline void print (const char *, int, int, int) const
1212     {
1213     }
1214 #endif /* VERIFY_DEBUG */
1215   };
1216
1217   type pop_raw ()
1218   {
1219     if (current_state->stacktop <= 0)
1220       verify_fail ("stack empty");
1221     type r = current_state->stack[--current_state->stacktop];
1222     current_state->stackdepth -= r.depth ();
1223     if (current_state->stackdepth < 0)
1224       verify_fail ("stack empty", start_PC);
1225     return r;
1226   }
1227
1228   type pop32 ()
1229   {
1230     type r = pop_raw ();
1231     if (r.iswide ())
1232       verify_fail ("narrow pop of wide type");
1233     return r;
1234   }
1235
1236   type pop_type (type match)
1237   {
1238     match.promote ();
1239     type t = pop_raw ();
1240     if (! match.compatible (t, this))
1241       verify_fail ("incompatible type on stack");
1242     return t;
1243   }
1244
1245   // Pop a reference which is guaranteed to be initialized.  MATCH
1246   // doesn't have to be a reference type; in this case this acts like
1247   // pop_type.
1248   type pop_init_ref (type match)
1249   {
1250     type t = pop_raw ();
1251     if (t.isreference () && ! t.isinitialized ())
1252       verify_fail ("initialized reference required");
1253     else if (! match.compatible (t, this))
1254       verify_fail ("incompatible type on stack");
1255     return t;
1256   }
1257
1258   // Pop a reference type or a return address.
1259   type pop_ref_or_return ()
1260   {
1261     type t = pop_raw ();
1262     if (! t.isreference () && t.key != return_address_type)
1263       verify_fail ("expected reference or return address on stack");
1264     return t;
1265   }
1266
1267   void push_type (type t)
1268   {
1269     // If T is a numeric type like short, promote it to int.
1270     t.promote ();
1271
1272     int depth = t.depth ();
1273     if (current_state->stackdepth + depth > current_method->max_stack)
1274       verify_fail ("stack overflow");
1275     current_state->stack[current_state->stacktop++] = t;
1276     current_state->stackdepth += depth;
1277   }
1278
1279   void set_variable (int index, type t)
1280   {
1281     // If T is a numeric type like short, promote it to int.
1282     t.promote ();
1283
1284     int depth = t.depth ();
1285     if (index > current_method->max_locals - depth)
1286       verify_fail ("invalid local variable");
1287     current_state->locals[index] = t;
1288
1289     if (depth == 2)
1290       current_state->locals[index + 1] = continuation_type;
1291     if (index > 0 && current_state->locals[index - 1].iswide ())
1292       current_state->locals[index - 1] = unsuitable_type;
1293   }
1294
1295   type get_variable (int index, type t)
1296   {
1297     int depth = t.depth ();
1298     if (index > current_method->max_locals - depth)
1299       verify_fail ("invalid local variable");
1300     if (! t.compatible (current_state->locals[index], this))
1301       verify_fail ("incompatible type in local variable");
1302     if (depth == 2)
1303       {
1304         type t (continuation_type);
1305         if (! current_state->locals[index + 1].compatible (t, this))
1306           verify_fail ("invalid local variable");
1307       }
1308     return current_state->locals[index];
1309   }
1310
1311   // Make sure ARRAY is an array type and that its elements are
1312   // compatible with type ELEMENT.  Returns the actual element type.
1313   type require_array_type (type array, type element)
1314   {
1315     // An odd case.  Here we just pretend that everything went ok.  If
1316     // the requested element type is some kind of reference, return
1317     // the null type instead.
1318     if (array.isnull ())
1319       return element.isreference () ? type (null_type) : element;
1320
1321     if (! array.isarray ())
1322       verify_fail ("array required");
1323
1324     type t = array.element_type (this);
1325     if (! element.compatible (t, this))
1326       {
1327         // Special case for byte arrays, which must also be boolean
1328         // arrays.
1329         bool ok = true;
1330         if (element.key == byte_type)
1331           {
1332             type e2 (boolean_type);
1333             ok = e2.compatible (t, this);
1334           }
1335         if (! ok)
1336           verify_fail ("incompatible array element type");
1337       }
1338
1339     // Return T and not ELEMENT, because T might be specialized.
1340     return t;
1341   }
1342
1343   jint get_byte ()
1344   {
1345     if (PC >= current_method->code_length)
1346       verify_fail ("premature end of bytecode");
1347     return (jint) bytecode[PC++] & 0xff;
1348   }
1349
1350   jint get_ushort ()
1351   {
1352     jint b1 = get_byte ();
1353     jint b2 = get_byte ();
1354     return (jint) ((b1 << 8) | b2) & 0xffff;
1355   }
1356
1357   jint get_short ()
1358   {
1359     jint b1 = get_byte ();
1360     jint b2 = get_byte ();
1361     jshort s = (b1 << 8) | b2;
1362     return (jint) s;
1363   }
1364
1365   jint get_int ()
1366   {
1367     jint b1 = get_byte ();
1368     jint b2 = get_byte ();
1369     jint b3 = get_byte ();
1370     jint b4 = get_byte ();
1371     return (b1 << 24) | (b2 << 16) | (b3 << 8) | b4;
1372   }
1373
1374   int compute_jump (int offset)
1375   {
1376     int npc = start_PC + offset;
1377     if (npc < 0 || npc >= current_method->code_length)
1378       verify_fail ("branch out of range", start_PC);
1379     return npc;
1380   }
1381
1382   // Add a new state to the state list at NPC.
1383   state *add_new_state (int npc, state *old_state)
1384   {
1385     state *new_state = new state (old_state, current_method->max_stack,
1386                                   current_method->max_locals);
1387     debug_print ("== New state in add_new_state\n");
1388     new_state->print ("New", npc, current_method->max_stack,
1389                       current_method->max_locals);
1390     linked<state> *nlink
1391       = (linked<state> *) _Jv_Malloc (sizeof (linked<state>));
1392     nlink->val = new_state;
1393     nlink->next = states[npc];
1394     states[npc] = nlink;
1395     new_state->set_pc (npc);
1396     return new_state;
1397   }
1398
1399   // Merge the indicated state into the state at the branch target and
1400   // schedule a new PC if there is a change.  NPC is the PC of the
1401   // branch target, and FROM_STATE is the state at the source of the
1402   // branch.  This method returns true if the destination state
1403   // changed and requires reverification, false otherwise.
1404   void merge_into (int npc, state *from_state)
1405   {
1406     // Iterate over all target states and merge our state into each,
1407     // if applicable.  FIXME one improvement we could make here is
1408     // "state destruction".  Merging a new state into an existing one
1409     // might cause a return_address_type to be merged to
1410     // unsuitable_type.  In this case the resulting state may now be
1411     // mergeable with other states currently held in parallel at this
1412     // location.  So in this situation we could pairwise compare and
1413     // reduce the number of parallel states.
1414     bool applicable = false;
1415     for (linked<state> *iter = states[npc]; iter != NULL; iter = iter->next)
1416       {
1417         state *new_state = iter->val;
1418         if (new_state->state_mergeable_p (from_state,
1419                                           current_method->max_locals, this))
1420           {
1421             applicable = true;
1422
1423             debug_print ("== Merge states in merge_into\n");
1424             from_state->print ("Frm", start_PC, current_method->max_stack,
1425                                current_method->max_locals);
1426             new_state->print (" To", npc, current_method->max_stack,
1427                               current_method->max_locals);
1428             bool changed = new_state->merge (from_state,
1429                                              current_method->max_locals,
1430                                              this);
1431             new_state->print ("New", npc, current_method->max_stack,
1432                               current_method->max_locals);
1433
1434             if (changed)
1435               new_state->reverify (this);
1436           }
1437       }
1438
1439     if (! applicable)
1440       {
1441         // Either we don't yet have a state at NPC, or we have a
1442         // return-address type that is in conflict with all existing
1443         // state.  So, we need to create a new entry.
1444         state *new_state = add_new_state (npc, from_state);
1445         // A new state added in this way must always be reverified.
1446         new_state->reverify (this);
1447       }
1448   }
1449
1450   void push_jump (int offset)
1451   {
1452     int npc = compute_jump (offset);
1453     // According to the JVM Spec, we need to check for uninitialized
1454     // objects here.  However, this does not actually affect type
1455     // safety, and the Eclipse java compiler generates code that
1456     // violates this constraint.
1457     merge_into (npc, current_state);
1458   }
1459
1460   void push_exception_jump (type t, int pc)
1461   {
1462     // According to the JVM Spec, we need to check for uninitialized
1463     // objects here.  However, this does not actually affect type
1464     // safety, and the Eclipse java compiler generates code that
1465     // violates this constraint.
1466     state s (current_state, current_method->max_stack,
1467              current_method->max_locals);
1468     if (current_method->max_stack < 1)
1469       verify_fail ("stack overflow at exception handler");
1470     s.set_exception (t, current_method->max_stack);
1471     merge_into (pc, &s);
1472   }
1473
1474   state *pop_jump ()
1475   {
1476     state *new_state = next_verify_state;
1477     if (new_state == INVALID_STATE)
1478       verify_fail ("programmer error in pop_jump");
1479     if (new_state != NULL)
1480       {
1481         next_verify_state = new_state->next;
1482         new_state->next = INVALID_STATE;
1483       }
1484     return new_state;
1485   }
1486
1487   void invalidate_pc ()
1488   {
1489     PC = state::NO_NEXT;
1490   }
1491
1492   void note_branch_target (int pc)
1493   {
1494     // Don't check `pc <= PC', because we've advanced PC after
1495     // fetching the target and we haven't yet checked the next
1496     // instruction.
1497     if (pc < PC && ! (flags[pc] & FLAG_INSN_START))
1498       verify_fail ("branch not to instruction start", start_PC);
1499     flags[pc] |= FLAG_BRANCH_TARGET;
1500   }
1501
1502   void skip_padding ()
1503   {
1504     while ((PC % 4) > 0)
1505       if (get_byte () != 0)
1506         verify_fail ("found nonzero padding byte");
1507   }
1508
1509   // Do the work for a `ret' instruction.  INDEX is the index into the
1510   // local variables.
1511   void handle_ret_insn (int index)
1512   {
1513     type ret_addr = get_variable (index, return_address_type);
1514     // It would be nice if we could do this.  However, the JVM Spec
1515     // doesn't say that this is what happens.  It is implied that
1516     // reusing a return address is invalid, but there's no actual
1517     // prohibition against it.
1518     // set_variable (index, unsuitable_type);
1519
1520     int npc = ret_addr.get_pc ();
1521     // We might be returning to a `jsr' that is at the end of the
1522     // bytecode.  This is ok if we never return from the called
1523     // subroutine, but if we see this here it is an error.
1524     if (npc >= current_method->code_length)
1525       verify_fail ("fell off end");
1526
1527     // According to the JVM Spec, we need to check for uninitialized
1528     // objects here.  However, this does not actually affect type
1529     // safety, and the Eclipse java compiler generates code that
1530     // violates this constraint.
1531     merge_into (npc, current_state);
1532     invalidate_pc ();
1533   }
1534
1535   void handle_jsr_insn (int offset)
1536   {
1537     int npc = compute_jump (offset);
1538
1539     // According to the JVM Spec, we need to check for uninitialized
1540     // objects here.  However, this does not actually affect type
1541     // safety, and the Eclipse java compiler generates code that
1542     // violates this constraint.
1543
1544     // Modify our state as appropriate for entry into a subroutine.
1545     type ret_addr (return_address_type);
1546     ret_addr.set_return_address (PC);
1547     push_type (ret_addr);
1548     merge_into (npc, current_state);
1549     invalidate_pc ();
1550   }
1551
1552   jclass construct_primitive_array_type (type_val prim)
1553   {
1554     jclass k = NULL;
1555     switch (prim)
1556       {
1557       case boolean_type:
1558         k = JvPrimClass (boolean);
1559         break;
1560       case char_type:
1561         k = JvPrimClass (char);
1562         break;
1563       case float_type:
1564         k = JvPrimClass (float);
1565         break;
1566       case double_type:
1567         k = JvPrimClass (double);
1568         break;
1569       case byte_type:
1570         k = JvPrimClass (byte);
1571         break;
1572       case short_type:
1573         k = JvPrimClass (short);
1574         break;
1575       case int_type:
1576         k = JvPrimClass (int);
1577         break;
1578       case long_type:
1579         k = JvPrimClass (long);
1580         break;
1581
1582       // These aren't used here but we call them out to avoid
1583       // warnings.
1584       case void_type:
1585       case unsuitable_type:
1586       case return_address_type:
1587       case continuation_type:
1588       case reference_type:
1589       case null_type:
1590       case uninitialized_reference_type:
1591       default:
1592         verify_fail ("unknown type in construct_primitive_array_type");
1593       }
1594     k = _Jv_GetArrayClass (k, NULL);
1595     return k;
1596   }
1597
1598   // This pass computes the location of branch targets and also
1599   // instruction starts.
1600   void branch_prepass ()
1601   {
1602     flags = (char *) _Jv_Malloc (current_method->code_length);
1603
1604     for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
1605       flags[i] = 0;
1606
1607     PC = 0;
1608     while (PC < current_method->code_length)
1609       {
1610         // Set `start_PC' early so that error checking can have the
1611         // correct value.
1612         start_PC = PC;
1613         flags[PC] |= FLAG_INSN_START;
1614
1615         java_opcode opcode = (java_opcode) bytecode[PC++];
1616         switch (opcode)
1617           {
1618           case op_nop:
1619           case op_aconst_null:
1620           case op_iconst_m1:
1621           case op_iconst_0:
1622           case op_iconst_1:
1623           case op_iconst_2:
1624           case op_iconst_3:
1625           case op_iconst_4:
1626           case op_iconst_5:
1627           case op_lconst_0:
1628           case op_lconst_1:
1629           case op_fconst_0:
1630           case op_fconst_1:
1631           case op_fconst_2:
1632           case op_dconst_0:
1633           case op_dconst_1:
1634           case op_iload_0:
1635           case op_iload_1:
1636           case op_iload_2:
1637           case op_iload_3:
1638           case op_lload_0:
1639           case op_lload_1:
1640           case op_lload_2:
1641           case op_lload_3:
1642           case op_fload_0:
1643           case op_fload_1:
1644           case op_fload_2:
1645           case op_fload_3:
1646           case op_dload_0:
1647           case op_dload_1:
1648           case op_dload_2:
1649           case op_dload_3:
1650           case op_aload_0:
1651           case op_aload_1:
1652           case op_aload_2:
1653           case op_aload_3:
1654           case op_iaload:
1655           case op_laload:
1656           case op_faload:
1657           case op_daload:
1658           case op_aaload:
1659           case op_baload:
1660           case op_caload:
1661           case op_saload:
1662           case op_istore_0:
1663           case op_istore_1:
1664           case op_istore_2:
1665           case op_istore_3:
1666           case op_lstore_0:
1667           case op_lstore_1:
1668           case op_lstore_2:
1669           case op_lstore_3:
1670           case op_fstore_0:
1671           case op_fstore_1:
1672           case op_fstore_2:
1673           case op_fstore_3:
1674           case op_dstore_0:
1675           case op_dstore_1:
1676           case op_dstore_2:
1677           case op_dstore_3:
1678           case op_astore_0:
1679           case op_astore_1:
1680           case op_astore_2:
1681           case op_astore_3:
1682           case op_iastore:
1683           case op_lastore:
1684           case op_fastore:
1685           case op_dastore:
1686           case op_aastore:
1687           case op_bastore:
1688           case op_castore:
1689           case op_sastore:
1690           case op_pop:
1691           case op_pop2:
1692           case op_dup:
1693           case op_dup_x1:
1694           case op_dup_x2:
1695           case op_dup2:
1696           case op_dup2_x1:
1697           case op_dup2_x2:
1698           case op_swap:
1699           case op_iadd:
1700           case op_isub:
1701           case op_imul:
1702           case op_idiv:
1703           case op_irem:
1704           case op_ishl:
1705           case op_ishr:
1706           case op_iushr:
1707           case op_iand:
1708           case op_ior:
1709           case op_ixor:
1710           case op_ladd:
1711           case op_lsub:
1712           case op_lmul:
1713           case op_ldiv:
1714           case op_lrem:
1715           case op_lshl:
1716           case op_lshr:
1717           case op_lushr:
1718           case op_land:
1719           case op_lor:
1720           case op_lxor:
1721           case op_fadd:
1722           case op_fsub:
1723           case op_fmul:
1724           case op_fdiv:
1725           case op_frem:
1726           case op_dadd:
1727           case op_dsub:
1728           case op_dmul:
1729           case op_ddiv:
1730           case op_drem:
1731           case op_ineg:
1732           case op_i2b:
1733           case op_i2c:
1734           case op_i2s:
1735           case op_lneg:
1736           case op_fneg:
1737           case op_dneg:
1738           case op_i2l:
1739           case op_i2f:
1740           case op_i2d:
1741           case op_l2i:
1742           case op_l2f:
1743           case op_l2d:
1744           case op_f2i:
1745           case op_f2l:
1746           case op_f2d:
1747           case op_d2i:
1748           case op_d2l:
1749           case op_d2f:
1750           case op_lcmp:
1751           case op_fcmpl:
1752           case op_fcmpg:
1753           case op_dcmpl:
1754           case op_dcmpg:
1755           case op_monitorenter:
1756           case op_monitorexit:
1757           case op_ireturn:
1758           case op_lreturn:
1759           case op_freturn:
1760           case op_dreturn:
1761           case op_areturn:
1762           case op_return:
1763           case op_athrow:
1764           case op_arraylength:
1765             break;
1766
1767           case op_bipush:
1768           case op_ldc:
1769           case op_iload:
1770           case op_lload:
1771           case op_fload:
1772           case op_dload:
1773           case op_aload:
1774           case op_istore:
1775           case op_lstore:
1776           case op_fstore:
1777           case op_dstore:
1778           case op_astore:
1779           case op_ret:
1780           case op_newarray:
1781             get_byte ();
1782             break;
1783
1784           case op_iinc:
1785           case op_sipush:
1786           case op_ldc_w:
1787           case op_ldc2_w:
1788           case op_getstatic:
1789           case op_getfield:
1790           case op_putfield:
1791           case op_putstatic:
1792           case op_new:
1793           case op_anewarray:
1794           case op_instanceof:
1795           case op_checkcast:
1796           case op_invokespecial:
1797           case op_invokestatic:
1798           case op_invokevirtual:
1799             get_short ();
1800             break;
1801
1802           case op_multianewarray:
1803             get_short ();
1804             get_byte ();
1805             break;
1806
1807           case op_jsr:
1808           case op_ifeq:
1809           case op_ifne:
1810           case op_iflt:
1811           case op_ifge:
1812           case op_ifgt:
1813           case op_ifle:
1814           case op_if_icmpeq:
1815           case op_if_icmpne:
1816           case op_if_icmplt:
1817           case op_if_icmpge:
1818           case op_if_icmpgt:
1819           case op_if_icmple:
1820           case op_if_acmpeq:
1821           case op_if_acmpne:
1822           case op_ifnull:
1823           case op_ifnonnull:
1824           case op_goto:
1825             note_branch_target (compute_jump (get_short ()));
1826             break;
1827
1828           case op_tableswitch:
1829             {
1830               skip_padding ();
1831               note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1832               jint low = get_int ();
1833               jint hi = get_int ();
1834               if (low > hi)
1835                 verify_fail ("invalid tableswitch", start_PC);
1836               for (int i = low; i <= hi; ++i)
1837                 note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1838             }
1839             break;
1840
1841           case op_lookupswitch:
1842             {
1843               skip_padding ();
1844               note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1845               int npairs = get_int ();
1846               if (npairs < 0)
1847                 verify_fail ("too few pairs in lookupswitch", start_PC);
1848               while (npairs-- > 0)
1849                 {
1850                   get_int ();
1851                   note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1852                 }
1853             }
1854             break;
1855
1856           case op_invokeinterface:
1857             get_short ();
1858             get_byte ();
1859             get_byte ();
1860             break;
1861
1862           case op_wide:
1863             {
1864               opcode = (java_opcode) get_byte ();
1865               get_short ();
1866               if (opcode == op_iinc)
1867                 get_short ();
1868             }
1869             break;
1870
1871           case op_jsr_w:
1872           case op_goto_w:
1873             note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1874             break;
1875
1876           // These are unused here, but we call them out explicitly
1877           // so that -Wswitch-enum doesn't complain.
1878           case op_putfield_1:
1879           case op_putfield_2:
1880           case op_putfield_4:
1881           case op_putfield_8:
1882           case op_putfield_a:
1883           case op_putstatic_1:
1884           case op_putstatic_2:
1885           case op_putstatic_4:
1886           case op_putstatic_8:
1887           case op_putstatic_a:
1888           case op_getfield_1:
1889           case op_getfield_2s:
1890           case op_getfield_2u:
1891           case op_getfield_4:
1892           case op_getfield_8:
1893           case op_getfield_a:
1894           case op_getstatic_1:
1895           case op_getstatic_2s:
1896           case op_getstatic_2u:
1897           case op_getstatic_4:
1898           case op_getstatic_8:
1899           case op_getstatic_a:
1900           default:
1901             verify_fail ("unrecognized instruction in branch_prepass",
1902                          start_PC);
1903           }
1904
1905         // See if any previous branch tried to branch to the middle of
1906         // this instruction.
1907         for (int pc = start_PC + 1; pc < PC; ++pc)
1908           {
1909             if ((flags[pc] & FLAG_BRANCH_TARGET))
1910               verify_fail ("branch to middle of instruction", pc);
1911           }
1912       }
1913
1914     // Verify exception handlers.
1915     for (int i = 0; i < current_method->exc_count; ++i)
1916       {
1917         if (! (flags[exception[i].handler_pc.i] & FLAG_INSN_START))
1918           verify_fail ("exception handler not at instruction start",
1919                        exception[i].handler_pc.i);
1920         if (! (flags[exception[i].start_pc.i] & FLAG_INSN_START))
1921           verify_fail ("exception start not at instruction start",
1922                        exception[i].start_pc.i);
1923         if (exception[i].end_pc.i != current_method->code_length
1924             && ! (flags[exception[i].end_pc.i] & FLAG_INSN_START))
1925           verify_fail ("exception end not at instruction start",
1926                        exception[i].end_pc.i);
1927
1928         flags[exception[i].handler_pc.i] |= FLAG_BRANCH_TARGET;
1929       }
1930   }
1931
1932   void check_pool_index (int index)
1933   {
1934     if (index < 0 || index >= current_class->constants.size)
1935       verify_fail ("constant pool index out of range", start_PC);
1936   }
1937
1938   type check_class_constant (int index)
1939   {
1940     check_pool_index (index);
1941     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1942     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_ResolvedClass)
1943       return type (pool->data[index].clazz, this);
1944     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Class)
1945       return type (pool->data[index].utf8, this);
1946     verify_fail ("expected class constant", start_PC);
1947   }
1948
1949   type check_constant (int index)
1950   {
1951     check_pool_index (index);
1952     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1953     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_ResolvedString
1954         || pool->tags[index] == JV_CONSTANT_String)
1955       return type (&java::lang::String::class$, this);
1956     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Integer)
1957       return type (int_type);
1958     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Float)
1959       return type (float_type);
1960     verify_fail ("String, int, or float constant expected", start_PC);
1961   }
1962
1963   type check_wide_constant (int index)
1964   {
1965     check_pool_index (index);
1966     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1967     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Long)
1968       return type (long_type);
1969     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Double)
1970       return type (double_type);
1971     verify_fail ("long or double constant expected", start_PC);
1972   }
1973
1974   // Helper for both field and method.  These are laid out the same in
1975   // the constant pool.
1976   type handle_field_or_method (int index, int expected,
1977                                _Jv_Utf8Const **name,
1978                                _Jv_Utf8Const **fmtype)
1979   {
1980     check_pool_index (index);
1981     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1982     if (pool->tags[index] != expected)
1983       verify_fail ("didn't see expected constant", start_PC);
1984     // Once we know we have a Fieldref or Methodref we assume that it
1985     // is correctly laid out in the constant pool.  I think the code
1986     // in defineclass.cc guarantees this.
1987     _Jv_ushort class_index, name_and_type_index;
1988     _Jv_loadIndexes (&pool->data[index],
1989                      class_index,
1990                      name_and_type_index);
1991     _Jv_ushort name_index, desc_index;
1992     _Jv_loadIndexes (&pool->data[name_and_type_index],
1993                      name_index, desc_index);
1994
1995     *name = pool->data[name_index].utf8;
1996     *fmtype = pool->data[desc_index].utf8;
1997
1998     return check_class_constant (class_index);
1999   }
2000
2001   // Return field's type, compute class' type if requested.
2002   // If PUTFIELD is true, use the special 'putfield' semantics.
2003   type check_field_constant (int index, type *class_type = NULL,
2004                              bool putfield = false)
2005   {
2006     _Jv_Utf8Const *name, *field_type;
2007     type ct = handle_field_or_method (index,
2008                                       JV_CONSTANT_Fieldref,
2009                                       &name, &field_type);
2010     if (class_type)
2011       *class_type = ct;
2012     type result;
2013     if (field_type->first() == '[' || field_type->first() == 'L')
2014       result = type (field_type, this);
2015     else
2016       result = get_type_val_for_signature (field_type->first());
2017
2018     // We have an obscure special case here: we can use `putfield' on
2019     // a field declared in this class, even if `this' has not yet been
2020     // initialized.
2021     if (putfield
2022         && ! current_state->this_type.isinitialized ()
2023         && current_state->this_type.pc == type::SELF
2024         && current_state->this_type.equals (ct, this)
2025         // We don't look at the signature, figuring that if it is
2026         // wrong we will fail during linking.  FIXME?
2027         && _Jv_Linker::has_field_p (current_class, name))
2028       // Note that we don't actually know whether we're going to match
2029       // against 'this' or some other object of the same type.  So,
2030       // here we set things up so that it doesn't matter.  This relies
2031       // on knowing what our caller is up to.
2032       class_type->set_uninitialized (type::EITHER, this);
2033
2034     return result;
2035   }
2036
2037   type check_method_constant (int index, bool is_interface,
2038                               _Jv_Utf8Const **method_name,
2039                               _Jv_Utf8Const **method_signature)
2040   {
2041     return handle_field_or_method (index,
2042                                    (is_interface
2043                                     ? JV_CONSTANT_InterfaceMethodref
2044                                     : JV_CONSTANT_Methodref),
2045                                    method_name, method_signature);
2046   }
2047
2048   type get_one_type (char *&p)
2049   {
2050     char *start = p;
2051
2052     int arraycount = 0;
2053     while (*p == '[')
2054       {
2055         ++arraycount;
2056         ++p;
2057       }
2058
2059     char v = *p++;
2060
2061     if (v == 'L')
2062       {
2063         while (*p != ';')
2064           ++p;
2065         ++p;
2066         _Jv_Utf8Const *name = make_utf8_const (start, p - start);
2067         return type (name, this);
2068       }
2069
2070     // Casting to jchar here is ok since we are looking at an ASCII
2071     // character.
2072     type_val rt = get_type_val_for_signature (jchar (v));
2073
2074     if (arraycount == 0)
2075       {
2076         // Callers of this function eventually push their arguments on
2077         // the stack.  So, promote them here.
2078         return type (rt).promote ();
2079       }
2080
2081     jclass k = construct_primitive_array_type (rt);
2082     while (--arraycount > 0)
2083       k = _Jv_GetArrayClass (k, NULL);
2084     return type (k, this);
2085   }
2086
2087   void compute_argument_types (_Jv_Utf8Const *signature,
2088                                type *types)
2089   {
2090     char *p = signature->chars();
2091
2092     // Skip `('.
2093     ++p;
2094
2095     int i = 0;
2096     while (*p != ')')
2097       types[i++] = get_one_type (p);
2098   }
2099
2100   type compute_return_type (_Jv_Utf8Const *signature)
2101   {
2102     char *p = signature->chars();
2103     while (*p != ')')
2104       ++p;
2105     ++p;
2106     return get_one_type (p);
2107   }
2108
2109   void check_return_type (type onstack)
2110   {
2111     type rt = compute_return_type (current_method->self->signature);
2112     if (! rt.compatible (onstack, this))
2113       verify_fail ("incompatible return type");
2114   }
2115
2116   // Initialize the stack for the new method.  Returns true if this
2117   // method is an instance initializer.
2118   bool initialize_stack ()
2119   {
2120     int var = 0;
2121     bool is_init = _Jv_equalUtf8Consts (current_method->self->name,
2122                                         gcj::init_name);
2123     bool is_clinit = _Jv_equalUtf8Consts (current_method->self->name,
2124                                           gcj::clinit_name);
2125
2126     using namespace java::lang::reflect;
2127     if (! Modifier::isStatic (current_method->self->accflags))
2128       {
2129         type kurr (current_class, this);
2130         if (is_init)
2131           {
2132             kurr.set_uninitialized (type::SELF, this);
2133             is_init = true;
2134           }
2135         else if (is_clinit)
2136           verify_fail ("<clinit> method must be static");
2137         set_variable (0, kurr);
2138         current_state->set_this_type (kurr);
2139         ++var;
2140       }
2141     else
2142       {
2143         if (is_init)
2144           verify_fail ("<init> method must be non-static");
2145       }
2146
2147     // We have to handle wide arguments specially here.
2148     int arg_count = _Jv_count_arguments (current_method->self->signature);
2149     type arg_types[arg_count];
2150     compute_argument_types (current_method->self->signature, arg_types);
2151     for (int i = 0; i < arg_count; ++i)
2152       {
2153         set_variable (var, arg_types[i]);
2154         ++var;
2155         if (arg_types[i].iswide ())
2156           ++var;
2157       }
2158
2159     return is_init;
2160   }
2161
2162   void verify_instructions_0 ()
2163   {
2164     current_state = new state (current_method->max_stack,
2165                                current_method->max_locals);
2166
2167     PC = 0;
2168     start_PC = 0;
2169
2170     // True if we are verifying an instance initializer.
2171     bool this_is_init = initialize_stack ();
2172
2173     states = (linked<state> **) _Jv_Malloc (sizeof (linked<state> *)
2174                                             * current_method->code_length);
2175     for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
2176       states[i] = NULL;
2177
2178     next_verify_state = NULL;
2179
2180     while (true)
2181       {
2182         // If the PC was invalidated, get a new one from the work list.
2183         if (PC == state::NO_NEXT)
2184           {
2185             state *new_state = pop_jump ();
2186             // If it is null, we're done.
2187             if (new_state == NULL)
2188               break;
2189
2190             PC = new_state->get_pc ();
2191             debug_print ("== State pop from pending list\n");
2192             // Set up the current state.
2193             current_state->copy (new_state, current_method->max_stack,
2194                                  current_method->max_locals);
2195           }
2196         else
2197           {
2198             // We only have to do this checking in the situation where
2199             // control flow falls through from the previous
2200             // instruction.  Otherwise merging is done at the time we
2201             // push the branch.
2202             if (states[PC] != NULL)
2203               {
2204                 // We've already visited this instruction.  So merge
2205                 // the states together.  It is simplest, but not most
2206                 // efficient, to just always invalidate the PC here.
2207                 merge_into (PC, current_state);
2208                 invalidate_pc ();
2209                 continue;
2210               }
2211           }
2212
2213         // Control can't fall off the end of the bytecode.  We need to
2214         // check this in both cases, not just the fall-through case,
2215         // because we don't check to see whether a `jsr' appears at
2216         // the end of the bytecode until we process a `ret'.
2217         if (PC >= current_method->code_length)
2218           verify_fail ("fell off end");
2219
2220         // We only have to keep saved state at branch targets.  If
2221         // we're at a branch target and the state here hasn't been set
2222         // yet, we set it now.  You might notice that `ret' targets
2223         // won't necessarily have FLAG_BRANCH_TARGET set.  This
2224         // doesn't matter, since those states will be filled in by
2225         // merge_into.
2226         if (states[PC] == NULL && (flags[PC] & FLAG_BRANCH_TARGET))
2227           add_new_state (PC, current_state);
2228
2229         // Set this before handling exceptions so that debug output is
2230         // sane.
2231         start_PC = PC;
2232
2233         // Update states for all active exception handlers.  Ordinarily
2234         // there are not many exception handlers.  So we simply run
2235         // through them all.
2236         for (int i = 0; i < current_method->exc_count; ++i)
2237           {
2238             if (PC >= exception[i].start_pc.i && PC < exception[i].end_pc.i)
2239               {
2240                 type handler (&java::lang::Throwable::class$, this);
2241                 if (exception[i].handler_type.i != 0)
2242                   handler = check_class_constant (exception[i].handler_type.i);
2243                 push_exception_jump (handler, exception[i].handler_pc.i);
2244               }
2245           }
2246
2247         current_state->print ("   ", PC, current_method->max_stack,
2248                               current_method->max_locals);
2249         java_opcode opcode = (java_opcode) bytecode[PC++];
2250         switch (opcode)
2251           {
2252           case op_nop:
2253             break;
2254
2255           case op_aconst_null:
2256             push_type (null_type);
2257             break;
2258
2259           case op_iconst_m1:
2260           case op_iconst_0:
2261           case op_iconst_1:
2262           case op_iconst_2:
2263           case op_iconst_3:
2264           case op_iconst_4:
2265           case op_iconst_5:
2266             push_type (int_type);
2267             break;
2268
2269           case op_lconst_0:
2270           case op_lconst_1:
2271             push_type (long_type);
2272             break;
2273
2274           case op_fconst_0:
2275           case op_fconst_1:
2276           case op_fconst_2:
2277             push_type (float_type);
2278             break;
2279
2280           case op_dconst_0:
2281           case op_dconst_1:
2282             push_type (double_type);
2283             break;
2284
2285           case op_bipush:
2286             get_byte ();
2287             push_type (int_type);
2288             break;
2289
2290           case op_sipush:
2291             get_short ();
2292             push_type (int_type);
2293             break;
2294
2295           case op_ldc:
2296             push_type (check_constant (get_byte ()));
2297             break;
2298           case op_ldc_w:
2299             push_type (check_constant (get_ushort ()));
2300             break;
2301           case op_ldc2_w:
2302             push_type (check_wide_constant (get_ushort ()));
2303             break;
2304
2305           case op_iload:
2306             push_type (get_variable (get_byte (), int_type));
2307             break;
2308           case op_lload:
2309             push_type (get_variable (get_byte (), long_type));
2310             break;
2311           case op_fload:
2312             push_type (get_variable (get_byte (), float_type));
2313             break;
2314           case op_dload:
2315             push_type (get_variable (get_byte (), double_type));
2316             break;
2317           case op_aload:
2318             push_type (get_variable (get_byte (), reference_type));
2319             break;
2320
2321           case op_iload_0:
2322           case op_iload_1:
2323           case op_iload_2:
2324           case op_iload_3:
2325             push_type (get_variable (opcode - op_iload_0, int_type));
2326             break;
2327           case op_lload_0:
2328           case op_lload_1:
2329           case op_lload_2:
2330           case op_lload_3:
2331             push_type (get_variable (opcode - op_lload_0, long_type));
2332             break;
2333           case op_fload_0:
2334           case op_fload_1:
2335           case op_fload_2:
2336           case op_fload_3:
2337             push_type (get_variable (opcode - op_fload_0, float_type));
2338             break;
2339           case op_dload_0:
2340           case op_dload_1:
2341           case op_dload_2:
2342           case op_dload_3:
2343             push_type (get_variable (opcode - op_dload_0, double_type));
2344             break;
2345           case op_aload_0:
2346           case op_aload_1:
2347           case op_aload_2:
2348           case op_aload_3:
2349             push_type (get_variable (opcode - op_aload_0, reference_type));
2350             break;
2351           case op_iaload:
2352             pop_type (int_type);
2353             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2354                                            int_type));
2355             break;
2356           case op_laload:
2357             pop_type (int_type);
2358             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2359                                            long_type));
2360             break;
2361           case op_faload:
2362             pop_type (int_type);
2363             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2364                                            float_type));
2365             break;
2366           case op_daload:
2367             pop_type (int_type);
2368             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2369                                            double_type));
2370             break;
2371           case op_aaload:
2372             pop_type (int_type);
2373             push_type (require_array_type (pop_init_ref (reference_type),
2374                                            reference_type));
2375             break;
2376           case op_baload:
2377             pop_type (int_type);
2378             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), byte_type);
2379             push_type (int_type);
2380             break;
2381           case op_caload:
2382             pop_type (int_type);
2383             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), char_type);
2384             push_type (int_type);
2385             break;
2386           case op_saload:
2387             pop_type (int_type);
2388             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), short_type);
2389             push_type (int_type);
2390             break;
2391           case op_istore:
2392             set_variable (get_byte (), pop_type (int_type));
2393             break;
2394           case op_lstore:
2395             set_variable (get_byte (), pop_type (long_type));
2396             break;
2397           case op_fstore:
2398             set_variable (get_byte (), pop_type (float_type));
2399             break;
2400           case op_dstore:
2401             set_variable (get_byte (), pop_type (double_type));
2402             break;
2403           case op_astore:
2404             set_variable (get_byte (), pop_ref_or_return ());
2405             break;
2406           case op_istore_0:
2407           case op_istore_1:
2408           case op_istore_2:
2409           case op_istore_3:
2410             set_variable (opcode - op_istore_0, pop_type (int_type));
2411             break;
2412           case op_lstore_0:
2413           case op_lstore_1:
2414           case op_lstore_2:
2415           case op_lstore_3:
2416             set_variable (opcode - op_lstore_0, pop_type (long_type));
2417             break;
2418           case op_fstore_0:
2419           case op_fstore_1:
2420           case op_fstore_2:
2421           case op_fstore_3:
2422             set_variable (opcode - op_fstore_0, pop_type (float_type));
2423             break;
2424           case op_dstore_0:
2425           case op_dstore_1:
2426           case op_dstore_2:
2427           case op_dstore_3:
2428             set_variable (opcode - op_dstore_0, pop_type (double_type));
2429             break;
2430           case op_astore_0:
2431           case op_astore_1:
2432           case op_astore_2:
2433           case op_astore_3:
2434             set_variable (opcode - op_astore_0, pop_ref_or_return ());
2435             break;
2436           case op_iastore:
2437             pop_type (int_type);
2438             pop_type (int_type);
2439             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), int_type);
2440             break;
2441           case op_lastore:
2442             pop_type (long_type);
2443             pop_type (int_type);
2444             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), long_type);
2445             break;
2446           case op_fastore:
2447             pop_type (float_type);
2448             pop_type (int_type);
2449             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), float_type);
2450             break;
2451           case op_dastore:
2452             pop_type (double_type);
2453             pop_type (int_type);
2454             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), double_type);
2455             break;
2456           case op_aastore:
2457             pop_type (reference_type);
2458             pop_type (int_type);
2459             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), reference_type);
2460             break;
2461           case op_bastore:
2462             pop_type (int_type);
2463             pop_type (int_type);
2464             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), byte_type);
2465             break;
2466           case op_castore:
2467             pop_type (int_type);
2468             pop_type (int_type);
2469             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), char_type);
2470             break;
2471           case op_sastore:
2472             pop_type (int_type);
2473             pop_type (int_type);
2474             require_array_type (pop_init_ref (reference_type), short_type);
2475             break;
2476           case op_pop:
2477             pop32 ();
2478             break;
2479           case op_pop2:
2480             {
2481               type t = pop_raw ();
2482               if (! t.iswide ())
2483                 pop32 ();
2484             }
2485             break;
2486           case op_dup:
2487             {
2488               type t = pop32 ();
2489               push_type (t);
2490               push_type (t);
2491             }
2492             break;
2493           case op_dup_x1:
2494             {
2495               type t1 = pop32 ();
2496               type t2 = pop32 ();
2497               push_type (t1);
2498               push_type (t2);
2499               push_type (t1);
2500             }
2501             break;
2502           case op_dup_x2:
2503             {
2504               type t1 = pop32 ();
2505               type t2 = pop_raw ();
2506               if (! t2.iswide ())
2507                 {
2508                   type t3 = pop32 ();
2509                   push_type (t1);
2510                   push_type (t3);
2511                 }
2512               else
2513                 push_type (t1);
2514               push_type (t2);
2515               push_type (t1);
2516             }
2517             break;
2518           case op_dup2:
2519             {
2520               type t = pop_raw ();
2521               if (! t.iswide ())
2522                 {
2523                   type t2 = pop32 ();
2524                   push_type (t2);
2525                   push_type (t);
2526                   push_type (t2);
2527                 }
2528               else
2529                 push_type (t);
2530               push_type (t);
2531             }
2532             break;
2533           case op_dup2_x1:
2534             {
2535               type t1 = pop_raw ();
2536               type t2 = pop32 ();
2537               if (! t1.iswide ())
2538                 {
2539                   type t3 = pop32 ();
2540                   push_type (t2);
2541                   push_type (t1);
2542                   push_type (t3);
2543                 }
2544               else
2545                 push_type (t1);
2546               push_type (t2);
2547               push_type (t1);
2548             }
2549             break;
2550           case op_dup2_x2:
2551             {
2552               type t1 = pop_raw ();
2553               if (t1.iswide ())
2554                 {
2555                   type t2 = pop_raw ();
2556                   if (t2.iswide ())
2557                     {
2558                       push_type (t1);
2559                       push_type (t2);
2560                     }
2561                   else
2562                     {
2563                       type t3 = pop32 ();
2564                       push_type (t1);
2565                       push_type (t3);
2566                       push_type (t2);
2567                     }
2568                   push_type (t1);
2569                 }
2570               else
2571                 {
2572                   type t2 = pop32 ();
2573                   type t3 = pop_raw ();
2574                   if (t3.iswide ())
2575                     {
2576                       push_type (t2);
2577                       push_type (t1);
2578                     }
2579                   else
2580                     {
2581                       type t4 = pop32 ();
2582                       push_type (t2);
2583                       push_type (t1);
2584                       push_type (t4);
2585                     }
2586                   push_type (t3);
2587                   push_type (t2);
2588                   push_type (t1);
2589                 }
2590             }
2591             break;
2592           case op_swap:
2593             {
2594               type t1 = pop32 ();
2595               type t2 = pop32 ();
2596               push_type (t1);
2597               push_type (t2);
2598             }
2599             break;
2600           case op_iadd:
2601           case op_isub:
2602           case op_imul:
2603           case op_idiv:
2604           case op_irem:
2605           case op_ishl:
2606           case op_ishr:
2607           case op_iushr:
2608           case op_iand:
2609           case op_ior:
2610           case op_ixor:
2611             pop_type (int_type);
2612             push_type (pop_type (int_type));
2613             break;
2614           case op_ladd:
2615           case op_lsub:
2616           case op_lmul:
2617           case op_ldiv:
2618           case op_lrem:
2619           case op_land:
2620           case op_lor:
2621           case op_lxor:
2622             pop_type (long_type);
2623             push_type (pop_type (long_type));
2624             break;
2625           case op_lshl:
2626           case op_lshr:
2627           case op_lushr:
2628             pop_type (int_type);
2629             push_type (pop_type (long_type));
2630             break;
2631           case op_fadd:
2632           case op_fsub:
2633           case op_fmul:
2634           case op_fdiv:
2635           case op_frem:
2636             pop_type (float_type);
2637             push_type (pop_type (float_type));
2638             break;
2639           case op_dadd:
2640           case op_dsub:
2641           case op_dmul:
2642           case op_ddiv:
2643           case op_drem:
2644             pop_type (double_type);
2645             push_type (pop_type (double_type));
2646             break;
2647           case op_ineg:
2648           case op_i2b:
2649           case op_i2c:
2650           case op_i2s:
2651             push_type (pop_type (int_type));
2652             break;
2653           case op_lneg:
2654             push_type (pop_type (long_type));
2655             break;
2656           case op_fneg:
2657             push_type (pop_type (float_type));
2658             break;
2659           case op_dneg:
2660             push_type (pop_type (double_type));
2661             break;
2662           case op_iinc:
2663             get_variable (get_byte (), int_type);
2664             get_byte ();
2665             break;
2666           case op_i2l:
2667             pop_type (int_type);
2668             push_type (long_type);
2669             break;
2670           case op_i2f:
2671             pop_type (int_type);
2672             push_type (float_type);
2673             break;
2674           case op_i2d:
2675             pop_type (int_type);
2676             push_type (double_type);
2677             break;
2678           case op_l2i:
2679             pop_type (long_type);
2680             push_type (int_type);
2681             break;
2682           case op_l2f:
2683             pop_type (long_type);
2684             push_type (float_type);
2685             break;
2686           case op_l2d:
2687             pop_type (long_type);
2688             push_type (double_type);
2689             break;
2690           case op_f2i:
2691             pop_type (float_type);
2692             push_type (int_type);
2693             break;
2694           case op_f2l:
2695             pop_type (float_type);
2696             push_type (long_type);
2697             break;
2698           case op_f2d:
2699             pop_type (float_type);
2700             push_type (double_type);
2701             break;
2702           case op_d2i:
2703             pop_type (double_type);
2704             push_type (int_type);
2705             break;
2706           case op_d2l:
2707             pop_type (double_type);
2708             push_type (long_type);
2709             break;
2710           case op_d2f:
2711             pop_type (double_type);
2712             push_type (float_type);
2713             break;
2714           case op_lcmp:
2715             pop_type (long_type);
2716             pop_type (long_type);
2717             push_type (int_type);
2718             break;
2719           case op_fcmpl:
2720           case op_fcmpg:
2721             pop_type (float_type);
2722             pop_type (float_type);
2723             push_type (int_type);
2724             break;
2725           case op_dcmpl:
2726           case op_dcmpg:
2727             pop_type (double_type);
2728             pop_type (double_type);
2729             push_type (int_type);
2730             break;
2731           case op_ifeq:
2732           case op_ifne:
2733           case op_iflt:
2734           case op_ifge:
2735           case op_ifgt:
2736           case op_ifle:
2737             pop_type (int_type);
2738             push_jump (get_short ());
2739             break;
2740           case op_if_icmpeq:
2741           case op_if_icmpne:
2742           case op_if_icmplt:
2743           case op_if_icmpge:
2744           case op_if_icmpgt:
2745           case op_if_icmple:
2746             pop_type (int_type);
2747             pop_type (int_type);
2748             push_jump (get_short ());
2749             break;
2750           case op_if_acmpeq:
2751           case op_if_acmpne:
2752             pop_type (reference_type);
2753             pop_type (reference_type);
2754             push_jump (get_short ());
2755             break;
2756           case op_goto:
2757             push_jump (get_short ());
2758             invalidate_pc ();
2759             break;
2760           case op_jsr:
2761             handle_jsr_insn (get_short ());
2762             break;
2763           case op_ret:
2764             handle_ret_insn (get_byte ());
2765             break;
2766           case op_tableswitch:
2767             {
2768               pop_type (int_type);
2769               skip_padding ();
2770               push_jump (get_int ());
2771               jint low = get_int ();
2772               jint high = get_int ();
2773               // Already checked LOW -vs- HIGH.
2774               for (int i = low; i <= high; ++i)
2775                 push_jump (get_int ());
2776               invalidate_pc ();
2777             }
2778             break;
2779
2780           case op_lookupswitch:
2781             {
2782               pop_type (int_type);
2783               skip_padding ();
2784               push_jump (get_int ());
2785               jint npairs = get_int ();
2786               // Already checked NPAIRS >= 0.
2787               jint lastkey = 0;
2788               for (int i = 0; i < npairs; ++i)
2789                 {
2790                   jint key = get_int ();
2791                   if (i > 0 && key <= lastkey)
2792                     verify_fail ("lookupswitch pairs unsorted", start_PC);
2793                   lastkey = key;
2794                   push_jump (get_int ());
2795                 }
2796               invalidate_pc ();
2797             }
2798             break;
2799           case op_ireturn:
2800             check_return_type (pop_type (int_type));
2801             invalidate_pc ();
2802             break;
2803           case op_lreturn:
2804             check_return_type (pop_type (long_type));
2805             invalidate_pc ();
2806             break;
2807           case op_freturn:
2808             check_return_type (pop_type (float_type));
2809             invalidate_pc ();
2810             break;
2811           case op_dreturn:
2812             check_return_type (pop_type (double_type));
2813             invalidate_pc ();
2814             break;
2815           case op_areturn:
2816             check_return_type (pop_init_ref (reference_type));
2817             invalidate_pc ();
2818             break;
2819           case op_return:
2820             // We only need to check this when the return type is
2821             // void, because all instance initializers return void.
2822             if (this_is_init)
2823               current_state->check_this_initialized (this);
2824             check_return_type (void_type);
2825             invalidate_pc ();
2826             break;
2827           case op_getstatic:
2828             push_type (check_field_constant (get_ushort ()));
2829             break;
2830           case op_putstatic:
2831             pop_type (check_field_constant (get_ushort ()));
2832             break;
2833           case op_getfield:
2834             {
2835               type klass;
2836               type field = check_field_constant (get_ushort (), &klass);
2837               pop_type (klass);
2838               push_type (field);
2839             }
2840             break;
2841           case op_putfield:
2842             {
2843               type klass;
2844               type field = check_field_constant (get_ushort (), &klass, true);
2845               pop_type (field);
2846               pop_type (klass);
2847             }
2848             break;
2849
2850           case op_invokevirtual:
2851           case op_invokespecial:
2852           case op_invokestatic:
2853           case op_invokeinterface:
2854             {
2855               _Jv_Utf8Const *method_name, *method_signature;
2856               type class_type
2857                 = check_method_constant (get_ushort (),
2858                                          opcode == op_invokeinterface,
2859                                          &method_name,
2860                                          &method_signature);
2861               // NARGS is only used when we're processing
2862               // invokeinterface.  It is simplest for us to compute it
2863               // here and then verify it later.
2864               int nargs = 0;
2865               if (opcode == op_invokeinterface)
2866                 {
2867                   nargs = get_byte ();
2868                   if (get_byte () != 0)
2869                     verify_fail ("invokeinterface dummy byte is wrong");
2870                 }
2871
2872               bool is_init = false;
2873               if (_Jv_equalUtf8Consts (method_name, gcj::init_name))
2874                 {
2875                   is_init = true;
2876                   if (opcode != op_invokespecial)
2877                     verify_fail ("can't invoke <init>");
2878                 }
2879               else if (method_name->first() == '<')
2880                 verify_fail ("can't invoke method starting with `<'");
2881
2882               // Pop arguments and check types.
2883               int arg_count = _Jv_count_arguments (method_signature);
2884               type arg_types[arg_count];
2885               compute_argument_types (method_signature, arg_types);
2886               for (int i = arg_count - 1; i >= 0; --i)
2887                 {
2888                   // This is only used for verifying the byte for
2889                   // invokeinterface.
2890                   nargs -= arg_types[i].depth ();
2891                   pop_init_ref (arg_types[i]);
2892                 }
2893
2894               if (opcode == op_invokeinterface
2895                   && nargs != 1)
2896                 verify_fail ("wrong argument count for invokeinterface");
2897
2898               if (opcode != op_invokestatic)
2899                 {
2900                   type t = class_type;
2901                   if (is_init)
2902                     {
2903                       // In this case the PC doesn't matter.
2904                       t.set_uninitialized (type::UNINIT, this);
2905                       // FIXME: check to make sure that the <init>
2906                       // call is to the right class.
2907                       // It must either be super or an exact class
2908                       // match.
2909                     }
2910                   type raw = pop_raw ();
2911                   if (! t.compatible (raw, this))
2912                     verify_fail ("incompatible type on stack");
2913
2914                   if (is_init)
2915                     current_state->set_initialized (raw.get_pc (),
2916                                                     current_method->max_locals);
2917                 }
2918
2919               type rt = compute_return_type (method_signature);
2920               if (! rt.isvoid ())
2921                 push_type (rt);
2922             }
2923             break;
2924
2925           case op_new:
2926             {
2927               type t = check_class_constant (get_ushort ());
2928               if (t.isarray () || t.isinterface (this) || t.isabstract (this))
2929                 verify_fail ("type is array, interface, or abstract");
2930               t.set_uninitialized (start_PC, this);
2931               push_type (t);
2932             }
2933             break;
2934
2935           case op_newarray:
2936             {
2937               int atype = get_byte ();
2938               // We intentionally have chosen constants to make this
2939               // valid.
2940               if (atype < boolean_type || atype > long_type)
2941                 verify_fail ("type not primitive", start_PC);
2942               pop_type (int_type);
2943               type t (construct_primitive_array_type (type_val (atype)), this);
2944               push_type (t);
2945             }
2946             break;
2947           case op_anewarray:
2948             pop_type (int_type);
2949             push_type (check_class_constant (get_ushort ()).to_array (this));
2950             break;
2951           case op_arraylength:
2952             {
2953               type t = pop_init_ref (reference_type);
2954               if (! t.isarray () && ! t.isnull ())
2955                 verify_fail ("array type expected");
2956               push_type (int_type);
2957             }
2958             break;
2959           case op_athrow:
2960             pop_type (type (&java::lang::Throwable::class$, this));
2961             invalidate_pc ();
2962             break;
2963           case op_checkcast:
2964             pop_init_ref (reference_type);
2965             push_type (check_class_constant (get_ushort ()));
2966             break;
2967           case op_instanceof:
2968             pop_init_ref (reference_type);
2969             check_class_constant (get_ushort ());
2970             push_type (int_type);
2971             break;
2972           case op_monitorenter:
2973             pop_init_ref (reference_type);
2974             break;
2975           case op_monitorexit:
2976             pop_init_ref (reference_type);
2977             break;
2978           case op_wide:
2979             {
2980               switch (get_byte ())
2981                 {
2982                 case op_iload:
2983                   push_type (get_variable (get_ushort (), int_type));
2984                   break;
2985                 case op_lload:
2986                   push_type (get_variable (get_ushort (), long_type));
2987                   break;
2988                 case op_fload:
2989                   push_type (get_variable (get_ushort (), float_type));
2990                   break;
2991                 case op_dload:
2992                   push_type (get_variable (get_ushort (), double_type));
2993                   break;
2994                 case op_aload:
2995                   push_type (get_variable (get_ushort (), reference_type));
2996                   break;
2997                 case op_istore:
2998                   set_variable (get_ushort (), pop_type (int_type));
2999                   break;
3000                 case op_lstore:
3001                   set_variable (get_ushort (), pop_type (long_type));
3002                   break;
3003                 case op_fstore:
3004                   set_variable (get_ushort (), pop_type (float_type));
3005                   break;
3006                 case op_dstore:
3007                   set_variable (get_ushort (), pop_type (double_type));
3008                   break;
3009                 case op_astore:
3010                   set_variable (get_ushort (), pop_init_ref (reference_type));
3011                   break;
3012                 case op_ret:
3013                   handle_ret_insn (get_short ());
3014                   break;
3015                 case op_iinc:
3016                   get_variable (get_ushort (), int_type);
3017                   get_short ();
3018                   break;
3019                 default:
3020                   verify_fail ("unrecognized wide instruction", start_PC);
3021                 }
3022             }
3023             break;
3024           case op_multianewarray:
3025             {
3026               type atype = check_class_constant (get_ushort ());
3027               int dim = get_byte ();
3028               if (dim < 1)
3029                 verify_fail ("too few dimensions to multianewarray", start_PC);
3030               atype.verify_dimensions (dim, this);
3031               for (int i = 0; i < dim; ++i)
3032                 pop_type (int_type);
3033               push_type (atype);
3034             }
3035             break;
3036           case op_ifnull:
3037           case op_ifnonnull:
3038             pop_type (reference_type);
3039             push_jump (get_short ());
3040             break;
3041           case op_goto_w:
3042             push_jump (get_int ());
3043             invalidate_pc ();
3044             break;
3045           case op_jsr_w:
3046             handle_jsr_insn (get_int ());
3047             break;
3048
3049           // These are unused here, but we call them out explicitly
3050           // so that -Wswitch-enum doesn't complain.
3051           case op_putfield_1:
3052           case op_putfield_2:
3053           case op_putfield_4:
3054           case op_putfield_8:
3055           case op_putfield_a:
3056           case op_putstatic_1:
3057           case op_putstatic_2:
3058           case op_putstatic_4:
3059           case op_putstatic_8:
3060           case op_putstatic_a:
3061           case op_getfield_1:
3062           case op_getfield_2s:
3063           case op_getfield_2u:
3064           case op_getfield_4:
3065           case op_getfield_8:
3066           case op_getfield_a:
3067           case op_getstatic_1:
3068           case op_getstatic_2s:
3069           case op_getstatic_2u:
3070           case op_getstatic_4:
3071           case op_getstatic_8:
3072           case op_getstatic_a:
3073           default:
3074             // Unrecognized opcode.
3075             verify_fail ("unrecognized instruction in verify_instructions_0",
3076                          start_PC);
3077           }
3078       }
3079   }
3080
3081 public:
3082
3083   void verify_instructions ()
3084   {
3085     branch_prepass ();
3086     verify_instructions_0 ();
3087   }
3088
3089   _Jv_BytecodeVerifier (_Jv_InterpMethod *m)
3090   {
3091     // We just print the text as utf-8.  This is just for debugging
3092     // anyway.
3093     debug_print ("--------------------------------\n");
3094     debug_print ("-- Verifying method `%s'\n", m->self->name->chars());
3095
3096     current_method = m;
3097     bytecode = m->bytecode ();
3098     exception = m->exceptions ();
3099     current_class = m->defining_class;
3100
3101     states = NULL;
3102     flags = NULL;
3103     utf8_list = NULL;
3104     isect_list = NULL;
3105   }
3106
3107   ~_Jv_BytecodeVerifier ()
3108   {
3109     if (flags)
3110       _Jv_Free (flags);
3111
3112     while (utf8_list != NULL)
3113       {
3114         linked<_Jv_Utf8Const> *n = utf8_list->next;
3115         _Jv_Free (utf8_list);
3116         utf8_list = n;
3117       }
3118
3119     while (isect_list != NULL)
3120       {
3121         ref_intersection *next = isect_list->alloc_next;
3122         delete isect_list;
3123         isect_list = next;
3124       }
3125
3126     if (states)
3127       {
3128         for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
3129           {
3130             linked<state> *iter = states[i];
3131             while (iter != NULL)
3132               {
3133                 linked<state> *next = iter->next;
3134                 delete iter->val;
3135                 _Jv_Free (iter);
3136                 iter = next;
3137               }
3138           }
3139         _Jv_Free (states);
3140       }
3141   }
3142 };
3143
3144 void
3145 _Jv_VerifyMethod (_Jv_InterpMethod *meth)
3146 {
3147   _Jv_BytecodeVerifier v (meth);
3148   v.verify_instructions ();
3149 }
3150
3151 #endif  /* INTERPRETER */