libjava/verify.cc

   1 // defineclass.cc - defining a class from .class format.
   2
   3 /* Copyright (C) 2001, 2002  Free Software Foundation
   4
   5    This file is part of libgcj.
   6
   7 This software is copyrighted work licensed under the terms of the
   8 Libgcj License.  Please consult the file "LIBGCJ_LICENSE" for
   9 details.  */
  10
  11 // Written by Tom Tromey <tromey@redhat.com>
  12
  13 // Define VERIFY_DEBUG to enable debugging output.
  14
  15 #include <config.h>
  16
  17 #include <jvm.h>
  18 #include <gcj/cni.h>
  19 #include <java-insns.h>
  20 #include <java-interp.h>
  21
  22 #ifdef INTERPRETER
  23
  24 #include <java/lang/Class.h>
  25 #include <java/lang/VerifyError.h>
  26 #include <java/lang/Throwable.h>
  27 #include <java/lang/reflect/Modifier.h>
  28 #include <java/lang/StringBuffer.h>
  29
  30 #ifdef VERIFY_DEBUG
  31 #include <stdio.h>
  32 #endif /* VERIFY_DEBUG */
  33
  34
  35 static void debug_print (const char *fmt, ...)
  36   __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
  37
  38 static inline void
  39 debug_print (const char *fmt, ...)
  40 {
  41 #ifdef VERIFY_DEBUG
  42   va_list ap;
  43   va_start (ap, fmt);
  44   vfprintf (stderr, fmt, ap);
  45   va_end (ap);
  46 #endif /* VERIFY_DEBUG */
  47 }
  48
  49 class _Jv_BytecodeVerifier
  50 {
  51 private:
  52
  53   static const int FLAG_INSN_START = 1;
  54   static const int FLAG_BRANCH_TARGET = 2;
  55
  56   struct state;
  57   struct type;
  58   struct subr_info;
  59   struct subr_entry_info;
  60   struct linked_utf8;
  61
  62   // The current PC.
  63   int PC;
  64   // The PC corresponding to the start of the current instruction.
  65   int start_PC;
  66
  67   // The current state of the stack, locals, etc.
  68   state *current_state;
  69
  70   // We store the state at branch targets, for merging.  This holds
  71   // such states.
  72   state **states;
  73
  74   // We keep a linked list of all the PCs which we must reverify.
  75   // The link is done using the PC values.  This is the head of the
  76   // list.
  77   int next_verify_pc;
  78
  79   // We keep some flags for each instruction.  The values are the
  80   // FLAG_* constants defined above.
  81   char *flags;
  82
  83   // We need to keep track of which instructions can call a given
  84   // subroutine.  FIXME: this is inefficient.  We keep a linked list
  85   // of all calling `jsr's at at each jsr target.
  86   subr_info **jsr_ptrs;
  87
  88   // We keep a linked list of entries which map each `ret' instruction
  89   // to its unique subroutine entry point.  We expect that there won't
  90   // be many `ret' instructions, so a linked list is ok.
  91   subr_entry_info *entry_points;
  92
  93   // The bytecode itself.
  94   unsigned char *bytecode;
  95   // The exceptions.
  96   _Jv_InterpException *exception;
  97
  98   // Defining class.
  99   jclass current_class;
 100   // This method.
 101   _Jv_InterpMethod *current_method;
 102
 103   // A linked list of utf8 objects we allocate.  This is really ugly,
 104   // but without this our utf8 objects would be collected.
 105   linked_utf8 *utf8_list;
 106
 107   struct linked_utf8
 108   {
 109     _Jv_Utf8Const *val;
 110     linked_utf8 *next;
 111   };
 112
 113   _Jv_Utf8Const *make_utf8_const (char *s, int len)
 114   {
 115     _Jv_Utf8Const *val = _Jv_makeUtf8Const (s, len);
 116     _Jv_Utf8Const *r = (_Jv_Utf8Const *) _Jv_Malloc (sizeof (_Jv_Utf8Const)
 117                                                      + val->length
 118                                                      + 1);
 119     r->length = val->length;
 120     r->hash = val->hash;
 121     memcpy (r->data, val->data, val->length + 1);
 122
 123     linked_utf8 *lu = (linked_utf8 *) _Jv_Malloc (sizeof (linked_utf8));
 124     lu->val = r;
 125     lu->next = utf8_list;
 126     utf8_list = lu;
 127
 128     return r;
 129   }
 130
 131   // This enum holds a list of tags for all the different types we
 132   // need to handle.  Reference types are treated specially by the
 133   // type class.
 134   enum type_val
 135   {
 136     void_type,
 137
 138     // The values for primitive types are chosen to correspond to values
 139     // specified to newarray.
 140     boolean_type = 4,
 141     char_type = 5,
 142     float_type = 6,
 143     double_type = 7,
 144     byte_type = 8,
 145     short_type = 9,
 146     int_type = 10,
 147     long_type = 11,
 148
 149     // Used when overwriting second word of a double or long in the
 150     // local variables.  Also used after merging local variable states
 151     // to indicate an unusable value.
 152     unsuitable_type,
 153     return_address_type,
 154     continuation_type,
 155
 156     // There is an obscure special case which requires us to note when
 157     // a local variable has not been used by a subroutine.  See
 158     // push_jump_merge for more information.
 159     unused_by_subroutine_type,
 160
 161     // Everything after `reference_type' must be a reference type.
 162     reference_type,
 163     null_type,
 164     unresolved_reference_type,
 165     uninitialized_reference_type,
 166     uninitialized_unresolved_reference_type
 167   };
 168
 169   // Return the type_val corresponding to a primitive signature
 170   // character.  For instance `I' returns `int.class'.
 171   type_val get_type_val_for_signature (jchar sig)
 172   {
 173     type_val rt;
 174     switch (sig)
 175       {
 176       case 'Z':
 177         rt = boolean_type;
 178         break;
 179       case 'B':
 180         rt = byte_type;
 181         break;
 182       case 'C':
 183         rt = char_type;
 184         break;
 185       case 'S':
 186         rt = short_type;
 187         break;
 188       case 'I':
 189         rt = int_type;
 190         break;
 191       case 'J':
 192         rt = long_type;
 193         break;
 194       case 'F':
 195         rt = float_type;
 196         break;
 197       case 'D':
 198         rt = double_type;
 199         break;
 200       case 'V':
 201         rt = void_type;
 202         break;
 203       default:
 204         verify_fail ("invalid signature");
 205       }
 206     return rt;
 207   }
 208
 209   // Return the type_val corresponding to a primitive class.
 210   type_val get_type_val_for_signature (jclass k)
 211   {
 212     return get_type_val_for_signature ((jchar) k->method_count);
 213   }
 214
 215   // This is like _Jv_IsAssignableFrom, but it works even if SOURCE or
 216   // TARGET haven't been prepared.
 217   static bool is_assignable_from_slow (jclass target, jclass source)
 218   {
 219     // This will terminate when SOURCE==Object.
 220     while (true)
 221       {
 222         if (source == target)
 223           return true;
 224
 225         if (target->isPrimitive () || source->isPrimitive ())
 226           return false;
 227
 228         if (target->isArray ())
 229           {
 230             if (! source->isArray ())
 231               return false;
 232             target = target->getComponentType ();
 233             source = source->getComponentType ();
 234           }
 235         else if (target->isInterface ())
 236           {
 237             for (int i = 0; i < source->interface_count; ++i)
 238               {
 239                 // We use a recursive call because we also need to
 240                 // check superinterfaces.
 241                 if (is_assignable_from_slow (target, source->interfaces[i]))
 242                     return true;
 243               }
 244             source = source->getSuperclass ();
 245             if (source == NULL)
 246               return false;
 247           }
 248         // We must do this check before we check to see if SOURCE is
 249         // an interface.  This way we know that any interface is
 250         // assignable to an Object.
 251         else if (target == &java::lang::Object::class$)
 252           return true;
 253         else if (source->isInterface ())
 254           {
 255             for (int i = 0; i < target->interface_count; ++i)
 256               {
 257                 // We use a recursive call because we also need to
 258                 // check superinterfaces.
 259                 if (is_assignable_from_slow (target->interfaces[i], source))
 260                   return true;
 261               }
 262             target = target->getSuperclass ();
 263             if (target == NULL)
 264               return false;
 265           }
 266         else if (source == &java::lang::Object::class$)
 267           return false;
 268         else
 269           source = source->getSuperclass ();
 270       }
 271   }
 272
 273   // This is used to keep track of which `jsr's correspond to a given
 274   // jsr target.
 275   struct subr_info
 276   {
 277     // PC of the instruction just after the jsr.
 278     int pc;
 279     // Link.
 280     subr_info *next;
 281   };
 282
 283   // This is used to keep track of which subroutine entry point
 284   // corresponds to which `ret' instruction.
 285   struct subr_entry_info
 286   {
 287     // PC of the subroutine entry point.
 288     int pc;
 289     // PC of the `ret' instruction.
 290     int ret_pc;
 291     // Link.
 292     subr_entry_info *next;
 293   };
 294
 295   // The `type' class is used to represent a single type in the
 296   // verifier.
 297   struct type
 298   {
 299     // The type.
 300     type_val key;
 301     // Some associated data.
 302     union
 303     {
 304       // For a resolved reference type, this is a pointer to the class.
 305       jclass klass;
 306       // For other reference types, this it the name of the class.
 307       _Jv_Utf8Const *name;
 308     } data;
 309     // This is used when constructing a new object.  It is the PC of the
 310     // `new' instruction which created the object.  We use the special
 311     // value -2 to mean that this is uninitialized, and the special
 312     // value -1 for the case where the current method is itself the
 313     // <init> method.
 314     int pc;
 315
 316     static const int UNINIT = -2;
 317     static const int SELF = -1;
 318
 319     // Basic constructor.
 320     type ()
 321     {
 322       key = unsuitable_type;
 323       data.klass = NULL;
 324       pc = UNINIT;
 325     }
 326
 327     // Make a new instance given the type tag.  We assume a generic
 328     // `reference_type' means Object.
 329     type (type_val k)
 330     {
 331       key = k;
 332       data.klass = NULL;
 333       if (key == reference_type)
 334         data.klass = &java::lang::Object::class$;
 335       pc = UNINIT;
 336     }
 337
 338     // Make a new instance given a class.
 339     type (jclass klass)
 340     {
 341       key = reference_type;
 342       data.klass = klass;
 343       pc = UNINIT;
 344     }
 345
 346     // Make a new instance given the name of a class.
 347     type (_Jv_Utf8Const *n)
 348     {
 349       key = unresolved_reference_type;
 350       data.name = n;
 351       pc = UNINIT;
 352     }
 353
 354     // Copy constructor.
 355     type (const type &t)
 356     {
 357       key = t.key;
 358       data = t.data;
 359       pc = t.pc;
 360     }
 361
 362     // These operators are required because libgcj can't link in
 363     // -lstdc++.
 364     void *operator new[] (size_t bytes)
 365     {
 366       return _Jv_Malloc (bytes);
 367     }
 368
 369     void operator delete[] (void *mem)
 370     {
 371       _Jv_Free (mem);
 372     }
 373
 374     type& operator= (type_val k)
 375     {
 376       key = k;
 377       data.klass = NULL;
 378       pc = UNINIT;
 379       return *this;
 380     }
 381
 382     type& operator= (const type& t)
 383     {
 384       key = t.key;
 385       data = t.data;
 386       pc = t.pc;
 387       return *this;
 388     }
 389
 390     // Promote a numeric type.
 391     type &promote ()
 392     {
 393       if (key == boolean_type || key == char_type
 394           || key == byte_type || key == short_type)
 395         key = int_type;
 396       return *this;
 397     }
 398
 399     // If *THIS is an unresolved reference type, resolve it.
 400     void resolve (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 401     {
 402       if (key != unresolved_reference_type
 403           && key != uninitialized_unresolved_reference_type)
 404         return;
 405
 406       using namespace java::lang;
 407       java::lang::ClassLoader *loader
 408         = verifier->current_class->getClassLoader();
 409       // We might see either kind of name.  Sigh.
 410       if (data.name->data[0] == 'L'
 411           && data.name->data[data.name->length - 1] == ';')
 412         data.klass = _Jv_FindClassFromSignature (data.name->data, loader);
 413       else
 414         data.klass = Class::forName (_Jv_NewStringUtf8Const (data.name),
 415                                      false, loader);
 416       key = (key == unresolved_reference_type
 417              ? reference_type
 418              : uninitialized_reference_type);
 419     }
 420
 421     // Mark this type as the uninitialized result of `new'.
 422     void set_uninitialized (int npc, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 423     {
 424       if (key == reference_type)
 425         key = uninitialized_reference_type;
 426       else if (key == unresolved_reference_type)
 427         key = uninitialized_unresolved_reference_type;
 428       else
 429         verifier->verify_fail ("internal error in type::uninitialized");
 430       pc = npc;
 431     }
 432
 433     // Mark this type as now initialized.
 434     void set_initialized (int npc)
 435     {
 436       if (npc != UNINIT && pc == npc
 437           && (key == uninitialized_reference_type
 438               || key == uninitialized_unresolved_reference_type))
 439         {
 440           key = (key == uninitialized_reference_type
 441                  ? reference_type
 442                  : unresolved_reference_type);
 443           pc = UNINIT;
 444         }
 445     }
 446
 447
 448     // Return true if an object of type K can be assigned to a variable
 449     // of type *THIS.  Handle various special cases too.  Might modify
 450     // *THIS or K.  Note however that this does not perform numeric
 451     // promotion.
 452     bool compatible (type &k, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 453     {
 454       // Any type is compatible with the unsuitable type.
 455       if (key == unsuitable_type)
 456         return true;
 457
 458       if (key < reference_type || k.key < reference_type)
 459         return key == k.key;
 460
 461       // The `null' type is convertible to any reference type.
 462       // FIXME: is this correct for THIS?
 463       if (key == null_type || k.key == null_type)
 464         return true;
 465
 466       // Any reference type is convertible to Object.  This is a special
 467       // case so we don't need to unnecessarily resolve a class.
 468       if (key == reference_type
 469           && data.klass == &java::lang::Object::class$)
 470         return true;
 471
 472       // An initialized type and an uninitialized type are not
 473       // compatible.
 474       if (isinitialized () != k.isinitialized ())
 475         return false;
 476
 477       // Two uninitialized objects are compatible if either:
 478       // * The PCs are identical, or
 479       // * One PC is UNINIT.
 480       if (! isinitialized ())
 481         {
 482           if (pc != k.pc && pc != UNINIT && k.pc != UNINIT)
 483             return false;
 484         }
 485
 486       // Two unresolved types are equal if their names are the same.
 487       if (! isresolved ()
 488           && ! k.isresolved ()
 489           && _Jv_equalUtf8Consts (data.name, k.data.name))
 490         return true;
 491
 492       // We must resolve both types and check assignability.
 493       resolve (verifier);
 494       k.resolve (verifier);
 495       return is_assignable_from_slow (data.klass, k.data.klass);
 496     }
 497
 498     bool isvoid () const
 499     {
 500       return key == void_type;
 501     }
 502
 503     bool iswide () const
 504     {
 505       return key == long_type || key == double_type;
 506     }
 507
 508     // Return number of stack or local variable slots taken by this
 509     // type.
 510     int depth () const
 511     {
 512       return iswide () ? 2 : 1;
 513     }
 514
 515     bool isarray () const
 516     {
 517       // We treat null_type as not an array.  This is ok based on the
 518       // current uses of this method.
 519       if (key == reference_type)
 520         return data.klass->isArray ();
 521       else if (key == unresolved_reference_type)
 522         return data.name->data[0] == '[';
 523       return false;
 524     }
 525
 526     bool isnull () const
 527     {
 528       return key == null_type;
 529     }
 530
 531     bool isinterface (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 532     {
 533       resolve (verifier);
 534       if (key != reference_type)
 535         return false;
 536       return data.klass->isInterface ();
 537     }
 538
 539     bool isabstract (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 540     {
 541       resolve (verifier);
 542       if (key != reference_type)
 543         return false;
 544       using namespace java::lang::reflect;
 545       return Modifier::isAbstract (data.klass->getModifiers ());
 546     }
 547
 548     // Return the element type of an array.
 549     type element_type (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 550     {
 551       // FIXME: maybe should do string manipulation here.
 552       resolve (verifier);
 553       if (key != reference_type)
 554         verifier->verify_fail ("programmer error in type::element_type()", -1);
 555
 556       jclass k = data.klass->getComponentType ();
 557       if (k->isPrimitive ())
 558         return type (verifier->get_type_val_for_signature (k));
 559       return type (k);
 560     }
 561
 562     // Return the array type corresponding to an initialized
 563     // reference.  We could expand this to work for other kinds of
 564     // types, but currently we don't need to.
 565     type to_array (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 566     {
 567       // Resolving isn't ideal, because it might force us to load
 568       // another class, but it's easy.  FIXME?
 569       if (key == unresolved_reference_type)
 570         resolve (verifier);
 571
 572       if (key == reference_type)
 573         return type (_Jv_GetArrayClass (data.klass,
 574                                         data.klass->getClassLoader ()));
 575       else
 576         verifier->verify_fail ("internal error in type::to_array()");
 577     }
 578
 579     bool isreference () const
 580     {
 581       return key >= reference_type;
 582     }
 583
 584     int get_pc () const
 585     {
 586       return pc;
 587     }
 588
 589     bool isinitialized () const
 590     {
 591       return (key == reference_type
 592               || key == null_type
 593               || key == unresolved_reference_type);
 594     }
 595
 596     bool isresolved () const
 597     {
 598       return (key == reference_type
 599               || key == null_type
 600               || key == uninitialized_reference_type);
 601     }
 602
 603     void verify_dimensions (int ndims, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 604     {
 605       // The way this is written, we don't need to check isarray().
 606       if (key == reference_type)
 607         {
 608           jclass k = data.klass;
 609           while (k->isArray () && ndims > 0)
 610             {
 611               k = k->getComponentType ();
 612               --ndims;
 613             }
 614         }
 615       else
 616         {
 617           // We know KEY == unresolved_reference_type.
 618           char *p = data.name->data;
 619           while (*p++ == '[' && ndims-- > 0)
 620             ;
 621         }
 622
 623       if (ndims > 0)
 624         verifier->verify_fail ("array type has fewer dimensions than required");
 625     }
 626
 627     // Merge OLD_TYPE into this.  On error throw exception.
 628     bool merge (type& old_type, bool local_semantics,
 629                 _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 630     {
 631       bool changed = false;
 632       bool refo = old_type.isreference ();
 633       bool refn = isreference ();
 634       if (refo && refn)
 635         {
 636           if (old_type.key == null_type)
 637             ;
 638           else if (key == null_type)
 639             {
 640               *this = old_type;
 641               changed = true;
 642             }
 643           else if (isinitialized () != old_type.isinitialized ())
 644             verifier->verify_fail ("merging initialized and uninitialized types");
 645           else
 646             {
 647               if (! isinitialized ())
 648                 {
 649                   if (pc == UNINIT)
 650                     pc = old_type.pc;
 651                   else if (old_type.pc == UNINIT)
 652                     ;
 653                   else if (pc != old_type.pc)
 654                     verifier->verify_fail ("merging different uninitialized types");
 655                 }
 656
 657               if (! isresolved ()
 658                   && ! old_type.isresolved ()
 659                   && _Jv_equalUtf8Consts (data.name, old_type.data.name))
 660                 {
 661                   // Types are identical.
 662                 }
 663               else
 664                 {
 665                   resolve (verifier);
 666                   old_type.resolve (verifier);
 667
 668                   jclass k = data.klass;
 669                   jclass oldk = old_type.data.klass;
 670
 671                   int arraycount = 0;
 672                   while (k->isArray () && oldk->isArray ())
 673                     {
 674                       ++arraycount;
 675                       k = k->getComponentType ();
 676                       oldk = oldk->getComponentType ();
 677                     }
 678
 679                   // Ordinarily this terminates when we hit Object...
 680                   while (k != NULL)
 681                     {
 682                       if (is_assignable_from_slow (k, oldk))
 683                         break;
 684                       k = k->getSuperclass ();
 685                       changed = true;
 686                     }
 687                   // ... but K could have been an interface, in which
 688                   // case we'll end up here.  We just convert this
 689                   // into Object.
 690                   if (k == NULL)
 691                     k = &java::lang::Object::class$;
 692
 693                   if (changed)
 694                     {
 695                       while (arraycount > 0)
 696                         {
 697                           java::lang::ClassLoader *loader
 698                             = verifier->current_class->getClassLoader();
 699                           k = _Jv_GetArrayClass (k, loader);
 700                           --arraycount;
 701                         }
 702                       data.klass = k;
 703                     }
 704                 }
 705             }
 706         }
 707       else if (refo || refn || key != old_type.key)
 708         {
 709           if (local_semantics)
 710             {
 711               // If we're merging into an "unused" slot, then we
 712               // simply accept whatever we're merging from.
 713               if (key == unused_by_subroutine_type)
 714                 {
 715                   *this = old_type;
 716                   changed = true;
 717                 }
 718               else if (old_type.key == unused_by_subroutine_type)
 719                 {
 720                   // Do nothing.
 721                 }
 722               // If we already have an `unsuitable' type, then we
 723               // don't need to change again.
 724               else if (key != unsuitable_type)
 725                 {
 726                   key = unsuitable_type;
 727                   changed = true;
 728                 }
 729             }
 730           else
 731             verifier->verify_fail ("unmergeable type");
 732         }
 733       return changed;
 734     }
 735
 736 #ifdef VERIFY_DEBUG
 737     void print (void) const
 738     {
 739       char c = '?';
 740       switch (key)
 741         {
 742         case boolean_type: c = 'Z'; break;
 743         case byte_type: c = 'B'; break;
 744         case char_type: c = 'C'; break;
 745         case short_type: c = 'S'; break;
 746         case int_type: c = 'I'; break;
 747         case long_type: c = 'J'; break;
 748         case float_type: c = 'F'; break;
 749         case double_type: c = 'D'; break;
 750         case void_type: c = 'V'; break;
 751         case unsuitable_type: c = '-'; break;
 752         case return_address_type: c = 'r'; break;
 753         case continuation_type: c = '+'; break;
 754         case unused_by_subroutine_type: c = '_'; break;
 755         case reference_type: c = 'L'; break;
 756         case null_type: c = '@'; break;
 757         case unresolved_reference_type: c = 'l'; break;
 758         case uninitialized_reference_type: c = 'U'; break;
 759         case uninitialized_unresolved_reference_type: c = 'u'; break;
 760         }
 761       debug_print ("%c", c);
 762     }
 763 #endif /* VERIFY_DEBUG */
 764   };
 765
 766   // This class holds all the state information we need for a given
 767   // location.
 768   struct state
 769   {
 770     // The current top of the stack, in terms of slots.
 771     int stacktop;
 772     // The current depth of the stack.  This will be larger than
 773     // STACKTOP when wide types are on the stack.
 774     int stackdepth;
 775     // The stack.
 776     type *stack;
 777     // The local variables.
 778     type *locals;
 779     // This is used in subroutines to keep track of which local
 780     // variables have been accessed.
 781     bool *local_changed;
 782     // If not 0, then we are in a subroutine.  The value is the PC of
 783     // the subroutine's entry point.  We can use 0 as an exceptional
 784     // value because PC=0 can never be a subroutine.
 785     int subroutine;
 786     // This is used to keep a linked list of all the states which
 787     // require re-verification.  We use the PC to keep track.
 788     int next;
 789     // We keep track of the type of `this' specially.  This is used to
 790     // ensure that an instance initializer invokes another initializer
 791     // on `this' before returning.  We must keep track of this
 792     // specially because otherwise we might be confused by code which
 793     // assigns to locals[0] (overwriting `this') and then returns
 794     // without really initializing.
 795     type this_type;
 796
 797     // INVALID marks a state which is not on the linked list of states
 798     // requiring reverification.
 799     static const int INVALID = -1;
 800     // NO_NEXT marks the state at the end of the reverification list.
 801     static const int NO_NEXT = -2;
 802
 803     // This is used to mark the stack depth at the instruction just
 804     // after a `jsr' when we haven't yet processed the corresponding
 805     // `ret'.  See handle_jsr_insn for more information.
 806     static const int NO_STACK = -1;
 807
 808     state ()
 809       : this_type ()
 810     {
 811       stack = NULL;
 812       locals = NULL;
 813       local_changed = NULL;
 814     }
 815
 816     state (int max_stack, int max_locals)
 817       : this_type ()
 818     {
 819       stacktop = 0;
 820       stackdepth = 0;
 821       stack = new type[max_stack];
 822       for (int i = 0; i < max_stack; ++i)
 823         stack[i] = unsuitable_type;
 824       locals = new type[max_locals];
 825       local_changed = (bool *) _Jv_Malloc (sizeof (bool) * max_locals);
 826       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
 827         {
 828           locals[i] = unsuitable_type;
 829           local_changed[i] = false;
 830         }
 831       next = INVALID;
 832       subroutine = 0;
 833     }
 834
 835     state (const state *orig, int max_stack, int max_locals,
 836            bool ret_semantics = false)
 837     {
 838       stack = new type[max_stack];
 839       locals = new type[max_locals];
 840       local_changed = (bool *) _Jv_Malloc (sizeof (bool) * max_locals);
 841       copy (orig, max_stack, max_locals, ret_semantics);
 842       next = INVALID;
 843     }
 844
 845     ~state ()
 846     {
 847       if (stack)
 848         delete[] stack;
 849       if (locals)
 850         delete[] locals;
 851       if (local_changed)
 852         _Jv_Free (local_changed);
 853     }
 854
 855     void *operator new[] (size_t bytes)
 856     {
 857       return _Jv_Malloc (bytes);
 858     }
 859
 860     void operator delete[] (void *mem)
 861     {
 862       _Jv_Free (mem);
 863     }
 864
 865     void *operator new (size_t bytes)
 866     {
 867       return _Jv_Malloc (bytes);
 868     }
 869
 870     void operator delete (void *mem)
 871     {
 872       _Jv_Free (mem);
 873     }
 874
 875     void copy (const state *copy, int max_stack, int max_locals,
 876                bool ret_semantics = false)
 877     {
 878       stacktop = copy->stacktop;
 879       stackdepth = copy->stackdepth;
 880       subroutine = copy->subroutine;
 881       for (int i = 0; i < max_stack; ++i)
 882         stack[i] = copy->stack[i];
 883       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
 884         {
 885           // See push_jump_merge to understand this case.
 886           if (ret_semantics)
 887             locals[i] = type (copy->local_changed[i]
 888                               ? unsuitable_type
 889                               : unused_by_subroutine_type);
 890           else
 891             locals[i] = copy->locals[i];
 892           local_changed[i] = copy->local_changed[i];
 893         }
 894       this_type = copy->this_type;
 895       // Don't modify `next'.
 896     }
 897
 898     // Modify this state to reflect entry to an exception handler.
 899     void set_exception (type t, int max_stack)
 900     {
 901       stackdepth = 1;
 902       stacktop = 1;
 903       stack[0] = t;
 904       for (int i = stacktop; i < max_stack; ++i)
 905         stack[i] = unsuitable_type;
 906     }
 907
 908     // Modify this state to reflect entry into a subroutine.
 909     void enter_subroutine (int npc, int max_locals)
 910     {
 911       subroutine = npc;
 912       // Mark all items as unchanged.  Each subroutine needs to keep
 913       // track of its `changed' state independently.  In the case of
 914       // nested subroutines, this information will be merged back into
 915       // parent by the `ret'.
 916       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
 917         local_changed[i] = false;
 918     }
 919
 920     // Merge STATE_OLD into this state.  Destructively modifies this
 921     // state.  Returns true if the new state was in fact changed.
 922     // Will throw an exception if the states are not mergeable.
 923     bool merge (state *state_old, bool ret_semantics,
 924                 int max_locals, _Jv_BytecodeVerifier *verifier)
 925     {
 926       bool changed = false;
 927
 928       // Special handling for `this'.  If one or the other is
 929       // uninitialized, then the merge is uninitialized.
 930       if (this_type.isinitialized ())
 931         this_type = state_old->this_type;
 932
 933       // Merge subroutine states.  Here we just keep track of what
 934       // subroutine we think we're in.  We only check for a merge
 935       // (which is invalid) when we see a `ret'.
 936       if (subroutine == state_old->subroutine)
 937         {
 938           // Nothing.
 939         }
 940       else if (subroutine == 0)
 941         {
 942           subroutine = state_old->subroutine;
 943           changed = true;
 944         }
 945       else
 946         {
 947           // If the subroutines differ, indicate that the state
 948           // changed.  This is needed to detect when subroutines have
 949           // merged.
 950           changed = true;
 951         }
 952
 953       // Merge stacks.  Special handling for NO_STACK case.
 954       if (state_old->stacktop == NO_STACK)
 955         {
 956           // Nothing to do in this case; we don't care about modifying
 957           // the old state.
 958         }
 959       else if (stacktop == NO_STACK)
 960         {
 961           stacktop = state_old->stacktop;
 962           stackdepth = state_old->stackdepth;
 963           for (int i = 0; i < stacktop; ++i)
 964             stack[i] = state_old->stack[i];
 965           changed = true;
 966         }
 967       else if (state_old->stacktop != stacktop)
 968         verifier->verify_fail ("stack sizes differ");
 969       else
 970         {
 971           for (int i = 0; i < state_old->stacktop; ++i)
 972             {
 973               if (stack[i].merge (state_old->stack[i], false, verifier))
 974                 changed = true;
 975             }
 976         }
 977
 978       // Merge local variables.
 979       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
 980         {
 981           // If we're not processing a `ret', then we merge every
 982           // local variable.  If we are processing a `ret', then we
 983           // only merge locals which changed in the subroutine.  When
 984           // processing a `ret', STATE_OLD is the state at the point
 985           // of the `ret', and THIS is the state just after the `jsr'.
 986           if (! ret_semantics || state_old->local_changed[i])
 987             {
 988               if (locals[i].merge (state_old->locals[i], true, verifier))
 989                 {
 990                   // Note that we don't call `note_variable' here.
 991                   // This change doesn't represent a real change to a
 992                   // local, but rather a merge artifact.  If we're in
 993                   // a subroutine which is called with two
 994                   // incompatible types in a slot that is unused by
 995                   // the subroutine, then we don't want to mark that
 996                   // variable as having been modified.
 997                   changed = true;
 998                 }
 999             }
1000
1001           // If we're in a subroutine, we must compute the union of
1002           // all the changed local variables.
1003           if (state_old->local_changed[i])
1004             note_variable (i);
1005         }
1006
1007       return changed;
1008     }
1009
1010     // Throw an exception if there is an uninitialized object on the
1011     // stack or in a local variable.  EXCEPTION_SEMANTICS controls
1012     // whether we're using backwards-branch or exception-handing
1013     // semantics.
1014     void check_no_uninitialized_objects (int max_locals,
1015                                          _Jv_BytecodeVerifier *verifier,
1016                                          bool exception_semantics = false)
1017     {
1018       if (! exception_semantics)
1019         {
1020           for (int i = 0; i < stacktop; ++i)
1021             if (stack[i].isreference () && ! stack[i].isinitialized ())
1022               verifier->verify_fail ("uninitialized object on stack");
1023         }
1024
1025       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1026         if (locals[i].isreference () && ! locals[i].isinitialized ())
1027           verifier->verify_fail ("uninitialized object in local variable");
1028
1029       check_this_initialized (verifier);
1030     }
1031
1032     // Ensure that `this' has been initialized.
1033     void check_this_initialized (_Jv_BytecodeVerifier *verifier)
1034     {
1035       if (this_type.isreference () && ! this_type.isinitialized ())
1036         verifier->verify_fail ("`this' is uninitialized");
1037     }
1038
1039     // Set type of `this'.
1040     void set_this_type (const type &k)
1041     {
1042       this_type = k;
1043     }
1044
1045     // Note that a local variable was modified.
1046     void note_variable (int index)
1047     {
1048       if (subroutine > 0)
1049         local_changed[index] = true;
1050     }
1051
1052     // Mark each `new'd object we know of that was allocated at PC as
1053     // initialized.
1054     void set_initialized (int pc, int max_locals)
1055     {
1056       for (int i = 0; i < stacktop; ++i)
1057         stack[i].set_initialized (pc);
1058       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1059         locals[i].set_initialized (pc);
1060       this_type.set_initialized (pc);
1061     }
1062
1063     // Return true if this state is the unmerged result of a `ret'.
1064     bool is_unmerged_ret_state (int max_locals) const
1065     {
1066       if (stacktop == NO_STACK)
1067         return true;
1068       for (int i = 0; i < max_locals; ++i)
1069         {
1070           if (locals[i].key == unused_by_subroutine_type)
1071             return true;
1072         }
1073       return false;
1074     }
1075
1076 #ifdef VERIFY_DEBUG
1077     void print (const char *leader, int pc,
1078                 int max_stack, int max_locals) const
1079     {
1080       debug_print ("%s [%4d]:   [stack] ", leader, pc);
1081       int i;
1082       for (i = 0; i < stacktop; ++i)
1083         stack[i].print ();
1084       for (; i < max_stack; ++i)
1085         debug_print (".");
1086       debug_print ("    [local] ");
1087       for (i = 0; i < max_locals; ++i)
1088         {
1089           locals[i].print ();
1090           debug_print (local_changed[i] ? "+" : " ");
1091         }
1092       if (subroutine == 0)
1093         debug_print ("   | None");
1094       else
1095         debug_print ("   | %4d", subroutine);
1096       debug_print (" | %p\n", this);
1097     }
1098 #else
1099     inline void print (const char *, int, int, int) const
1100     {
1101     }
1102 #endif /* VERIFY_DEBUG */
1103   };
1104
1105   type pop_raw ()
1106   {
1107     if (current_state->stacktop <= 0)
1108       verify_fail ("stack empty");
1109     type r = current_state->stack[--current_state->stacktop];
1110     current_state->stackdepth -= r.depth ();
1111     if (current_state->stackdepth < 0)
1112       verify_fail ("stack empty", start_PC);
1113     return r;
1114   }
1115
1116   type pop32 ()
1117   {
1118     type r = pop_raw ();
1119     if (r.iswide ())
1120       verify_fail ("narrow pop of wide type");
1121     return r;
1122   }
1123
1124   type pop64 ()
1125   {
1126     type r = pop_raw ();
1127     if (! r.iswide ())
1128       verify_fail ("wide pop of narrow type");
1129     return r;
1130   }
1131
1132   type pop_type (type match)
1133   {
1134     match.promote ();
1135     type t = pop_raw ();
1136     if (! match.compatible (t, this))
1137       verify_fail ("incompatible type on stack");
1138     return t;
1139   }
1140
1141   // Pop a reference type or a return address.
1142   type pop_ref_or_return ()
1143   {
1144     type t = pop_raw ();
1145     if (! t.isreference () && t.key != return_address_type)
1146       verify_fail ("expected reference or return address on stack");
1147     return t;
1148   }
1149
1150   void push_type (type t)
1151   {
1152     // If T is a numeric type like short, promote it to int.
1153     t.promote ();
1154
1155     int depth = t.depth ();
1156     if (current_state->stackdepth + depth > current_method->max_stack)
1157       verify_fail ("stack overflow");
1158     current_state->stack[current_state->stacktop++] = t;
1159     current_state->stackdepth += depth;
1160   }
1161
1162   void set_variable (int index, type t)
1163   {
1164     // If T is a numeric type like short, promote it to int.
1165     t.promote ();
1166
1167     int depth = t.depth ();
1168     if (index > current_method->max_locals - depth)
1169       verify_fail ("invalid local variable");
1170     current_state->locals[index] = t;
1171     current_state->note_variable (index);
1172
1173     if (depth == 2)
1174       {
1175         current_state->locals[index + 1] = continuation_type;
1176         current_state->note_variable (index + 1);
1177       }
1178     if (index > 0 && current_state->locals[index - 1].iswide ())
1179       {
1180         current_state->locals[index - 1] = unsuitable_type;
1181         // There's no need to call note_variable here.
1182       }
1183   }
1184
1185   type get_variable (int index, type t)
1186   {
1187     int depth = t.depth ();
1188     if (index > current_method->max_locals - depth)
1189       verify_fail ("invalid local variable");
1190     if (! t.compatible (current_state->locals[index], this))
1191       verify_fail ("incompatible type in local variable");
1192     if (depth == 2)
1193       {
1194         type t (continuation_type);
1195         if (! current_state->locals[index + 1].compatible (t, this))
1196           verify_fail ("invalid local variable");
1197       }
1198     return current_state->locals[index];
1199   }
1200
1201   // Make sure ARRAY is an array type and that its elements are
1202   // compatible with type ELEMENT.  Returns the actual element type.
1203   type require_array_type (type array, type element)
1204   {
1205     // An odd case.  Here we just pretend that everything went ok.  If
1206     // the requested element type is some kind of reference, return
1207     // the null type instead.
1208     if (array.isnull ())
1209       return element.isreference () ? type (null_type) : element;
1210
1211     if (! array.isarray ())
1212       verify_fail ("array required");
1213
1214     type t = array.element_type (this);
1215     if (! element.compatible (t, this))
1216       {
1217         // Special case for byte arrays, which must also be boolean
1218         // arrays.
1219         bool ok = true;
1220         if (element.key == byte_type)
1221           {
1222             type e2 (boolean_type);
1223             ok = e2.compatible (t, this);
1224           }
1225         if (! ok)
1226           verify_fail ("incompatible array element type");
1227       }
1228
1229     // Return T and not ELEMENT, because T might be specialized.
1230     return t;
1231   }
1232
1233   jint get_byte ()
1234   {
1235     if (PC >= current_method->code_length)
1236       verify_fail ("premature end of bytecode");
1237     return (jint) bytecode[PC++] & 0xff;
1238   }
1239
1240   jint get_ushort ()
1241   {
1242     jint b1 = get_byte ();
1243     jint b2 = get_byte ();
1244     return (jint) ((b1 << 8) | b2) & 0xffff;
1245   }
1246
1247   jint get_short ()
1248   {
1249     jint b1 = get_byte ();
1250     jint b2 = get_byte ();
1251     jshort s = (b1 << 8) | b2;
1252     return (jint) s;
1253   }
1254
1255   jint get_int ()
1256   {
1257     jint b1 = get_byte ();
1258     jint b2 = get_byte ();
1259     jint b3 = get_byte ();
1260     jint b4 = get_byte ();
1261     return (b1 << 24) | (b2 << 16) | (b3 << 8) | b4;
1262   }
1263
1264   int compute_jump (int offset)
1265   {
1266     int npc = start_PC + offset;
1267     if (npc < 0 || npc >= current_method->code_length)
1268       verify_fail ("branch out of range", start_PC);
1269     return npc;
1270   }
1271
1272   // Merge the indicated state into the state at the branch target and
1273   // schedule a new PC if there is a change.  If RET_SEMANTICS is
1274   // true, then we are merging from a `ret' instruction into the
1275   // instruction after a `jsr'.  This is a special case with its own
1276   // modified semantics.
1277   void push_jump_merge (int npc, state *nstate, bool ret_semantics = false)
1278   {
1279     bool changed = true;
1280     if (states[npc] == NULL)
1281       {
1282         // There's a weird situation here.  If are examining the
1283         // branch that results from a `ret', and there is not yet a
1284         // state available at the branch target (the instruction just
1285         // after the `jsr'), then we have to construct a special kind
1286         // of state at that point for future merging.  This special
1287         // state has the type `unused_by_subroutine_type' in each slot
1288         // which was not modified by the subroutine.
1289         states[npc] = new state (nstate, current_method->max_stack,
1290                                  current_method->max_locals, ret_semantics);
1291         debug_print ("== New state in push_jump_merge\n");
1292         states[npc]->print ("New", npc, current_method->max_stack,
1293                             current_method->max_locals);
1294       }
1295     else
1296       {
1297         debug_print ("== Merge states in push_jump_merge\n");
1298         nstate->print ("Frm", start_PC, current_method->max_stack,
1299                        current_method->max_locals);
1300         states[npc]->print (" To", npc, current_method->max_stack,
1301                             current_method->max_locals);
1302         changed = states[npc]->merge (nstate, ret_semantics,
1303                                       current_method->max_locals, this);
1304         states[npc]->print ("New", npc, current_method->max_stack,
1305                             current_method->max_locals);
1306       }
1307
1308     if (changed && states[npc]->next == state::INVALID)
1309       {
1310         // The merge changed the state, and the new PC isn't yet on our
1311         // list of PCs to re-verify.
1312         states[npc]->next = next_verify_pc;
1313         next_verify_pc = npc;
1314       }
1315   }
1316
1317   void push_jump (int offset)
1318   {
1319     int npc = compute_jump (offset);
1320     if (npc < PC)
1321       current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals, this);
1322     push_jump_merge (npc, current_state);
1323   }
1324
1325   void push_exception_jump (type t, int pc)
1326   {
1327     current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals,
1328                                                    this, true);
1329     state s (current_state, current_method->max_stack,
1330              current_method->max_locals);
1331     if (current_method->max_stack < 1)
1332       verify_fail ("stack overflow at exception handler");
1333     s.set_exception (t, current_method->max_stack);
1334     push_jump_merge (pc, &s);
1335   }
1336
1337   int pop_jump ()
1338   {
1339     int *prev_loc = &next_verify_pc;
1340     int npc = next_verify_pc;
1341     bool skipped = false;
1342
1343     while (npc != state::NO_NEXT)
1344       {
1345         // If the next available PC is an unmerged `ret' state, then
1346         // we aren't yet ready to handle it.  That's because we would
1347         // need all kind of special cases to do so.  So instead we
1348         // defer this jump until after we've processed it via a
1349         // fall-through.  This has to happen because the instruction
1350         // before this one must be a `jsr'.
1351         if (! states[npc]->is_unmerged_ret_state (current_method->max_locals))
1352           {
1353             *prev_loc = states[npc]->next;
1354             states[npc]->next = state::INVALID;
1355             return npc;
1356           }
1357
1358         skipped = true;
1359         prev_loc = &states[npc]->next;
1360         npc = states[npc]->next;
1361       }
1362
1363     // Note that we might have gotten here even when there are
1364     // remaining states to process.  That can happen if we find a
1365     // `jsr' without a `ret'.
1366     return state::NO_NEXT;
1367   }
1368
1369   void invalidate_pc ()
1370   {
1371     PC = state::NO_NEXT;
1372   }
1373
1374   void note_branch_target (int pc, bool is_jsr_target = false)
1375   {
1376     // Don't check `pc <= PC', because we've advanced PC after
1377     // fetching the target and we haven't yet checked the next
1378     // instruction.
1379     if (pc < PC && ! (flags[pc] & FLAG_INSN_START))
1380       verify_fail ("branch not to instruction start", start_PC);
1381     flags[pc] |= FLAG_BRANCH_TARGET;
1382     if (is_jsr_target)
1383       {
1384         // Record the jsr which called this instruction.
1385         subr_info *info = (subr_info *) _Jv_Malloc (sizeof (subr_info));
1386         info->pc = PC;
1387         info->next = jsr_ptrs[pc];
1388         jsr_ptrs[pc] = info;
1389       }
1390   }
1391
1392   void skip_padding ()
1393   {
1394     while ((PC % 4) > 0)
1395       if (get_byte () != 0)
1396         verify_fail ("found nonzero padding byte");
1397   }
1398
1399   // Return the subroutine to which the instruction at PC belongs.
1400   int get_subroutine (int pc)
1401   {
1402     if (states[pc] == NULL)
1403       return 0;
1404     return states[pc]->subroutine;
1405   }
1406
1407   // Do the work for a `ret' instruction.  INDEX is the index into the
1408   // local variables.
1409   void handle_ret_insn (int index)
1410   {
1411     get_variable (index, return_address_type);
1412
1413     int csub = current_state->subroutine;
1414     if (csub == 0)
1415       verify_fail ("no subroutine");
1416
1417     // Check to see if we've merged subroutines.
1418     subr_entry_info *entry;
1419     for (entry = entry_points; entry != NULL; entry = entry->next)
1420       {
1421         if (entry->ret_pc == start_PC)
1422           break;
1423       }
1424     if (entry == NULL)
1425       {
1426         entry = (subr_entry_info *) _Jv_Malloc (sizeof (subr_entry_info));
1427         entry->pc = csub;
1428         entry->ret_pc = start_PC;
1429         entry->next = entry_points;
1430         entry_points = entry;
1431       }
1432     else if (entry->pc != csub)
1433       verify_fail ("subroutines merged");
1434
1435     for (subr_info *subr = jsr_ptrs[csub]; subr != NULL; subr = subr->next)
1436       {
1437         // Temporarily modify the current state so it looks like we're
1438         // in the enclosing context.
1439         current_state->subroutine = get_subroutine (subr->pc);
1440         if (subr->pc < PC)
1441           current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals, this);
1442         push_jump_merge (subr->pc, current_state, true);
1443       }
1444
1445     current_state->subroutine = csub;
1446     invalidate_pc ();
1447   }
1448
1449   // We're in the subroutine SUB, calling a subroutine at DEST.  Make
1450   // sure this subroutine isn't already on the stack.
1451   void check_nonrecursive_call (int sub, int dest)
1452   {
1453     if (sub == 0)
1454       return;
1455     if (sub == dest)
1456       verify_fail ("recursive subroutine call");
1457     for (subr_info *info = jsr_ptrs[sub]; info != NULL; info = info->next)
1458       check_nonrecursive_call (get_subroutine (info->pc), dest);
1459   }
1460
1461   void handle_jsr_insn (int offset)
1462   {
1463     int npc = compute_jump (offset);
1464
1465     if (npc < PC)
1466       current_state->check_no_uninitialized_objects (current_method->max_locals, this);
1467     check_nonrecursive_call (current_state->subroutine, npc);
1468
1469     // Modify our state as appropriate for entry into a subroutine.
1470     push_type (return_address_type);
1471     push_jump_merge (npc, current_state);
1472     // Clean up.
1473     pop_type (return_address_type);
1474
1475     // On entry to the subroutine, the subroutine number must be set
1476     // and the locals must be marked as cleared.  We do this after
1477     // merging state so that we don't erroneously "notice" a variable
1478     // change merely on entry.
1479     states[npc]->enter_subroutine (npc, current_method->max_locals);
1480
1481     // Indicate that we don't know the stack depth of the instruction
1482     // following the `jsr'.  The idea here is that we need to merge
1483     // the local variable state across the jsr, but the subroutine
1484     // might change the stack depth, so we can't make any assumptions
1485     // about it.  So we have yet another special case.  We know that
1486     // at this point PC points to the instruction after the jsr.
1487
1488     // FIXME: what if we have a jsr at the end of the code, but that
1489     // jsr has no corresponding ret?  Is this verifiable, or is it
1490     // not?  If it is then we need a special case here.
1491     if (PC >= current_method->code_length)
1492       verify_fail ("fell off end");
1493
1494     current_state->stacktop = state::NO_STACK;
1495     push_jump_merge (PC, current_state);
1496     invalidate_pc ();
1497   }
1498
1499   jclass construct_primitive_array_type (type_val prim)
1500   {
1501     jclass k = NULL;
1502     switch (prim)
1503       {
1504       case boolean_type:
1505         k = JvPrimClass (boolean);
1506         break;
1507       case char_type:
1508         k = JvPrimClass (char);
1509         break;
1510       case float_type:
1511         k = JvPrimClass (float);
1512         break;
1513       case double_type:
1514         k = JvPrimClass (double);
1515         break;
1516       case byte_type:
1517         k = JvPrimClass (byte);
1518         break;
1519       case short_type:
1520         k = JvPrimClass (short);
1521         break;
1522       case int_type:
1523         k = JvPrimClass (int);
1524         break;
1525       case long_type:
1526         k = JvPrimClass (long);
1527         break;
1528       default:
1529         verify_fail ("unknown type in construct_primitive_array_type");
1530       }
1531     k = _Jv_GetArrayClass (k, NULL);
1532     return k;
1533   }
1534
1535   // This pass computes the location of branch targets and also
1536   // instruction starts.
1537   void branch_prepass ()
1538   {
1539     flags = (char *) _Jv_Malloc (current_method->code_length);
1540     jsr_ptrs = (subr_info **) _Jv_Malloc (sizeof (subr_info *)
1541                                           * current_method->code_length);
1542
1543     for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
1544       {
1545         flags[i] = 0;
1546         jsr_ptrs[i] = NULL;
1547       }
1548
1549     bool last_was_jsr = false;
1550
1551     PC = 0;
1552     while (PC < current_method->code_length)
1553       {
1554         // Set `start_PC' early so that error checking can have the
1555         // correct value.
1556         start_PC = PC;
1557         flags[PC] |= FLAG_INSN_START;
1558
1559         // If the previous instruction was a jsr, then the next
1560         // instruction is a branch target -- the branch being the
1561         // corresponding `ret'.
1562         if (last_was_jsr)
1563           note_branch_target (PC);
1564         last_was_jsr = false;
1565
1566         java_opcode opcode = (java_opcode) bytecode[PC++];
1567         switch (opcode)
1568           {
1569           case op_nop:
1570           case op_aconst_null:
1571           case op_iconst_m1:
1572           case op_iconst_0:
1573           case op_iconst_1:
1574           case op_iconst_2:
1575           case op_iconst_3:
1576           case op_iconst_4:
1577           case op_iconst_5:
1578           case op_lconst_0:
1579           case op_lconst_1:
1580           case op_fconst_0:
1581           case op_fconst_1:
1582           case op_fconst_2:
1583           case op_dconst_0:
1584           case op_dconst_1:
1585           case op_iload_0:
1586           case op_iload_1:
1587           case op_iload_2:
1588           case op_iload_3:
1589           case op_lload_0:
1590           case op_lload_1:
1591           case op_lload_2:
1592           case op_lload_3:
1593           case op_fload_0:
1594           case op_fload_1:
1595           case op_fload_2:
1596           case op_fload_3:
1597           case op_dload_0:
1598           case op_dload_1:
1599           case op_dload_2:
1600           case op_dload_3:
1601           case op_aload_0:
1602           case op_aload_1:
1603           case op_aload_2:
1604           case op_aload_3:
1605           case op_iaload:
1606           case op_laload:
1607           case op_faload:
1608           case op_daload:
1609           case op_aaload:
1610           case op_baload:
1611           case op_caload:
1612           case op_saload:
1613           case op_istore_0:
1614           case op_istore_1:
1615           case op_istore_2:
1616           case op_istore_3:
1617           case op_lstore_0:
1618           case op_lstore_1:
1619           case op_lstore_2:
1620           case op_lstore_3:
1621           case op_fstore_0:
1622           case op_fstore_1:
1623           case op_fstore_2:
1624           case op_fstore_3:
1625           case op_dstore_0:
1626           case op_dstore_1:
1627           case op_dstore_2:
1628           case op_dstore_3:
1629           case op_astore_0:
1630           case op_astore_1:
1631           case op_astore_2:
1632           case op_astore_3:
1633           case op_iastore:
1634           case op_lastore:
1635           case op_fastore:
1636           case op_dastore:
1637           case op_aastore:
1638           case op_bastore:
1639           case op_castore:
1640           case op_sastore:
1641           case op_pop:
1642           case op_pop2:
1643           case op_dup:
1644           case op_dup_x1:
1645           case op_dup_x2:
1646           case op_dup2:
1647           case op_dup2_x1:
1648           case op_dup2_x2:
1649           case op_swap:
1650           case op_iadd:
1651           case op_isub:
1652           case op_imul:
1653           case op_idiv:
1654           case op_irem:
1655           case op_ishl:
1656           case op_ishr:
1657           case op_iushr:
1658           case op_iand:
1659           case op_ior:
1660           case op_ixor:
1661           case op_ladd:
1662           case op_lsub:
1663           case op_lmul:
1664           case op_ldiv:
1665           case op_lrem:
1666           case op_lshl:
1667           case op_lshr:
1668           case op_lushr:
1669           case op_land:
1670           case op_lor:
1671           case op_lxor:
1672           case op_fadd:
1673           case op_fsub:
1674           case op_fmul:
1675           case op_fdiv:
1676           case op_frem:
1677           case op_dadd:
1678           case op_dsub:
1679           case op_dmul:
1680           case op_ddiv:
1681           case op_drem:
1682           case op_ineg:
1683           case op_i2b:
1684           case op_i2c:
1685           case op_i2s:
1686           case op_lneg:
1687           case op_fneg:
1688           case op_dneg:
1689           case op_i2l:
1690           case op_i2f:
1691           case op_i2d:
1692           case op_l2i:
1693           case op_l2f:
1694           case op_l2d:
1695           case op_f2i:
1696           case op_f2l:
1697           case op_f2d:
1698           case op_d2i:
1699           case op_d2l:
1700           case op_d2f:
1701           case op_lcmp:
1702           case op_fcmpl:
1703           case op_fcmpg:
1704           case op_dcmpl:
1705           case op_dcmpg:
1706           case op_monitorenter:
1707           case op_monitorexit:
1708           case op_ireturn:
1709           case op_lreturn:
1710           case op_freturn:
1711           case op_dreturn:
1712           case op_areturn:
1713           case op_return:
1714           case op_athrow:
1715           case op_arraylength:
1716             break;
1717
1718           case op_bipush:
1719           case op_ldc:
1720           case op_iload:
1721           case op_lload:
1722           case op_fload:
1723           case op_dload:
1724           case op_aload:
1725           case op_istore:
1726           case op_lstore:
1727           case op_fstore:
1728           case op_dstore:
1729           case op_astore:
1730           case op_ret:
1731           case op_newarray:
1732             get_byte ();
1733             break;
1734
1735           case op_iinc:
1736           case op_sipush:
1737           case op_ldc_w:
1738           case op_ldc2_w:
1739           case op_getstatic:
1740           case op_getfield:
1741           case op_putfield:
1742           case op_putstatic:
1743           case op_new:
1744           case op_anewarray:
1745           case op_instanceof:
1746           case op_checkcast:
1747           case op_invokespecial:
1748           case op_invokestatic:
1749           case op_invokevirtual:
1750             get_short ();
1751             break;
1752
1753           case op_multianewarray:
1754             get_short ();
1755             get_byte ();
1756             break;
1757
1758           case op_jsr:
1759             last_was_jsr = true;
1760             // Fall through.
1761           case op_ifeq:
1762           case op_ifne:
1763           case op_iflt:
1764           case op_ifge:
1765           case op_ifgt:
1766           case op_ifle:
1767           case op_if_icmpeq:
1768           case op_if_icmpne:
1769           case op_if_icmplt:
1770           case op_if_icmpge:
1771           case op_if_icmpgt:
1772           case op_if_icmple:
1773           case op_if_acmpeq:
1774           case op_if_acmpne:
1775           case op_ifnull:
1776           case op_ifnonnull:
1777           case op_goto:
1778             note_branch_target (compute_jump (get_short ()), last_was_jsr);
1779             break;
1780
1781           case op_tableswitch:
1782             {
1783               skip_padding ();
1784               note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1785               jint low = get_int ();
1786               jint hi = get_int ();
1787               if (low > hi)
1788                 verify_fail ("invalid tableswitch", start_PC);
1789               for (int i = low; i <= hi; ++i)
1790                 note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1791             }
1792             break;
1793
1794           case op_lookupswitch:
1795             {
1796               skip_padding ();
1797               note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1798               int npairs = get_int ();
1799               if (npairs < 0)
1800                 verify_fail ("too few pairs in lookupswitch", start_PC);
1801               while (npairs-- > 0)
1802                 {
1803                   get_int ();
1804                   note_branch_target (compute_jump (get_int ()));
1805                 }
1806             }
1807             break;
1808
1809           case op_invokeinterface:
1810             get_short ();
1811             get_byte ();
1812             get_byte ();
1813             break;
1814
1815           case op_wide:
1816             {
1817               opcode = (java_opcode) get_byte ();
1818               get_short ();
1819               if (opcode == op_iinc)
1820                 get_short ();
1821             }
1822             break;
1823
1824           case op_jsr_w:
1825             last_was_jsr = true;
1826             // Fall through.
1827           case op_goto_w:
1828             note_branch_target (compute_jump (get_int ()), last_was_jsr);
1829             break;
1830
1831           default:
1832             verify_fail ("unrecognized instruction in branch_prepass",
1833                          start_PC);
1834           }
1835
1836         // See if any previous branch tried to branch to the middle of
1837         // this instruction.
1838         for (int pc = start_PC + 1; pc < PC; ++pc)
1839           {
1840             if ((flags[pc] & FLAG_BRANCH_TARGET))
1841               verify_fail ("branch to middle of instruction", pc);
1842           }
1843       }
1844
1845     // Verify exception handlers.
1846     for (int i = 0; i < current_method->exc_count; ++i)
1847       {
1848         if (! (flags[exception[i].handler_pc] & FLAG_INSN_START))
1849           verify_fail ("exception handler not at instruction start",
1850                        exception[i].handler_pc);
1851         if (! (flags[exception[i].start_pc] & FLAG_INSN_START))
1852           verify_fail ("exception start not at instruction start",
1853                        exception[i].start_pc);
1854         if (exception[i].end_pc != current_method->code_length
1855             && ! (flags[exception[i].end_pc] & FLAG_INSN_START))
1856           verify_fail ("exception end not at instruction start",
1857                        exception[i].end_pc);
1858
1859         flags[exception[i].handler_pc] |= FLAG_BRANCH_TARGET;
1860       }
1861   }
1862
1863   void check_pool_index (int index)
1864   {
1865     if (index < 0 || index >= current_class->constants.size)
1866       verify_fail ("constant pool index out of range", start_PC);
1867   }
1868
1869   type check_class_constant (int index)
1870   {
1871     check_pool_index (index);
1872     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1873     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_ResolvedClass)
1874       return type (pool->data[index].clazz);
1875     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Class)
1876       return type (pool->data[index].utf8);
1877     verify_fail ("expected class constant", start_PC);
1878   }
1879
1880   type check_constant (int index)
1881   {
1882     check_pool_index (index);
1883     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1884     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_ResolvedString
1885         || pool->tags[index] == JV_CONSTANT_String)
1886       return type (&java::lang::String::class$);
1887     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Integer)
1888       return type (int_type);
1889     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Float)
1890       return type (float_type);
1891     verify_fail ("String, int, or float constant expected", start_PC);
1892   }
1893
1894   type check_wide_constant (int index)
1895   {
1896     check_pool_index (index);
1897     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1898     if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Long)
1899       return type (long_type);
1900     else if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Double)
1901       return type (double_type);
1902     verify_fail ("long or double constant expected", start_PC);
1903   }
1904
1905   // Helper for both field and method.  These are laid out the same in
1906   // the constant pool.
1907   type handle_field_or_method (int index, int expected,
1908                                _Jv_Utf8Const **name,
1909                                _Jv_Utf8Const **fmtype)
1910   {
1911     check_pool_index (index);
1912     _Jv_Constants *pool = &current_class->constants;
1913     if (pool->tags[index] != expected)
1914       verify_fail ("didn't see expected constant", start_PC);
1915     // Once we know we have a Fieldref or Methodref we assume that it
1916     // is correctly laid out in the constant pool.  I think the code
1917     // in defineclass.cc guarantees this.
1918     _Jv_ushort class_index, name_and_type_index;
1919     _Jv_loadIndexes (&pool->data[index],
1920                      class_index,
1921                      name_and_type_index);
1922     _Jv_ushort name_index, desc_index;
1923     _Jv_loadIndexes (&pool->data[name_and_type_index],
1924                      name_index, desc_index);
1925
1926     *name = pool->data[name_index].utf8;
1927     *fmtype = pool->data[desc_index].utf8;
1928
1929     return check_class_constant (class_index);
1930   }
1931
1932   // Return field's type, compute class' type if requested.
1933   type check_field_constant (int index, type *class_type = NULL)
1934   {
1935     _Jv_Utf8Const *name, *field_type;
1936     type ct = handle_field_or_method (index,
1937                                       JV_CONSTANT_Fieldref,
1938                                       &name, &field_type);
1939     if (class_type)
1940       *class_type = ct;
1941     if (field_type->data[0] == '[' || field_type->data[0] == 'L')
1942       return type (field_type);
1943     return get_type_val_for_signature (field_type->data[0]);
1944   }
1945
1946   type check_method_constant (int index, bool is_interface,
1947                               _Jv_Utf8Const **method_name,
1948                               _Jv_Utf8Const **method_signature)
1949   {
1950     return handle_field_or_method (index,
1951                                    (is_interface
1952                                     ? JV_CONSTANT_InterfaceMethodref
1953                                     : JV_CONSTANT_Methodref),
1954                                    method_name, method_signature);
1955   }
1956
1957   type get_one_type (char *&p)
1958   {
1959     char *start = p;
1960
1961     int arraycount = 0;
1962     while (*p == '[')
1963       {
1964         ++arraycount;
1965         ++p;
1966       }
1967
1968     char v = *p++;
1969
1970     if (v == 'L')
1971       {
1972         while (*p != ';')
1973           ++p;
1974         ++p;
1975         _Jv_Utf8Const *name = make_utf8_const (start, p - start);
1976         return type (name);
1977       }
1978
1979     // Casting to jchar here is ok since we are looking at an ASCII
1980     // character.
1981     type_val rt = get_type_val_for_signature (jchar (v));
1982
1983     if (arraycount == 0)
1984       {
1985         // Callers of this function eventually push their arguments on
1986         // the stack.  So, promote them here.
1987         return type (rt).promote ();
1988       }
1989
1990     jclass k = construct_primitive_array_type (rt);
1991     while (--arraycount > 0)
1992       k = _Jv_GetArrayClass (k, NULL);
1993     return type (k);
1994   }
1995
1996   void compute_argument_types (_Jv_Utf8Const *signature,
1997                                type *types)
1998   {
1999     char *p = signature->data;
2000     // Skip `('.
2001     ++p;
2002
2003     int i = 0;
2004     while (*p != ')')
2005       types[i++] = get_one_type (p);
2006   }
2007
2008   type compute_return_type (_Jv_Utf8Const *signature)
2009   {
2010     char *p = signature->data;
2011     while (*p != ')')
2012       ++p;
2013     ++p;
2014     return get_one_type (p);
2015   }
2016
2017   void check_return_type (type onstack)
2018   {
2019     type rt = compute_return_type (current_method->self->signature);
2020     if (! rt.compatible (onstack, this))
2021       verify_fail ("incompatible return type");
2022   }
2023
2024   // Initialize the stack for the new method.  Returns true if this
2025   // method is an instance initializer.
2026   bool initialize_stack ()
2027   {
2028     int var = 0;
2029     bool is_init = false;
2030
2031     using namespace java::lang::reflect;
2032     if (! Modifier::isStatic (current_method->self->accflags))
2033       {
2034         type kurr (current_class);
2035         if (_Jv_equalUtf8Consts (current_method->self->name, gcj::init_name))
2036           {
2037             kurr.set_uninitialized (type::SELF, this);
2038             is_init = true;
2039           }
2040         set_variable (0, kurr);
2041         current_state->set_this_type (kurr);
2042         ++var;
2043       }
2044
2045     // We have to handle wide arguments specially here.
2046     int arg_count = _Jv_count_arguments (current_method->self->signature);
2047     type arg_types[arg_count];
2048     compute_argument_types (current_method->self->signature, arg_types);
2049     for (int i = 0; i < arg_count; ++i)
2050       {
2051         set_variable (var, arg_types[i]);
2052         ++var;
2053         if (arg_types[i].iswide ())
2054           ++var;
2055       }
2056
2057     return is_init;
2058   }
2059
2060   void verify_instructions_0 ()
2061   {
2062     current_state = new state (current_method->max_stack,
2063                                current_method->max_locals);
2064
2065     PC = 0;
2066     start_PC = 0;
2067
2068     // True if we are verifying an instance initializer.
2069     bool this_is_init = initialize_stack ();
2070
2071     states = (state **) _Jv_Malloc (sizeof (state *)
2072                                     * current_method->code_length);
2073     for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
2074       states[i] = NULL;
2075
2076     next_verify_pc = state::NO_NEXT;
2077
2078     while (true)
2079       {
2080         // If the PC was invalidated, get a new one from the work list.
2081         if (PC == state::NO_NEXT)
2082           {
2083             PC = pop_jump ();
2084             if (PC == state::INVALID)
2085               verify_fail ("can't happen: saw state::INVALID");
2086             if (PC == state::NO_NEXT)
2087               break;
2088             debug_print ("== State pop from pending list\n");
2089             // Set up the current state.
2090             current_state->copy (states[PC], current_method->max_stack,
2091                                  current_method->max_locals);
2092           }
2093         else
2094           {
2095             // Control can't fall off the end of the bytecode.  We
2096             // only need to check this in the fall-through case,
2097             // because branch bounds are checked when they are
2098             // pushed.
2099             if (PC >= current_method->code_length)
2100               verify_fail ("fell off end");
2101
2102             // We only have to do this checking in the situation where
2103             // control flow falls through from the previous
2104             // instruction.  Otherwise merging is done at the time we
2105             // push the branch.
2106             if (states[PC] != NULL)
2107               {
2108                 // We've already visited this instruction.  So merge
2109                 // the states together.  If this yields no change then
2110                 // we don't have to re-verify.  However, if the new
2111                 // state is an the result of an unmerged `ret', we
2112                 // must continue through it.
2113                 debug_print ("== Fall through merge\n");
2114                 states[PC]->print ("Old", PC, current_method->max_stack,
2115                                    current_method->max_locals);
2116                 current_state->print ("Cur", PC, current_method->max_stack,
2117                                       current_method->max_locals);
2118                 if (! current_state->merge (states[PC], false,
2119                                             current_method->max_locals, this)
2120                     && ! states[PC]->is_unmerged_ret_state (current_method->max_locals))
2121                   {
2122                     debug_print ("== Fall through optimization\n");
2123                     invalidate_pc ();
2124                     continue;
2125                   }
2126                 // Save a copy of it for later.
2127                 states[PC]->copy (current_state, current_method->max_stack,
2128                                   current_method->max_locals);
2129                 current_state->print ("New", PC, current_method->max_stack,
2130                                       current_method->max_locals);
2131               }
2132           }
2133
2134         // We only have to keep saved state at branch targets.  If
2135         // we're at a branch target and the state here hasn't been set
2136         // yet, we set it now.
2137         if (states[PC] == NULL && (flags[PC] & FLAG_BRANCH_TARGET))
2138           {
2139             states[PC] = new state (current_state, current_method->max_stack,
2140                                     current_method->max_locals);
2141           }
2142
2143         // Set this before handling exceptions so that debug output is
2144         // sane.
2145         start_PC = PC;
2146
2147         // Update states for all active exception handlers.  Ordinarily
2148         // there are not many exception handlers.  So we simply run
2149         // through them all.
2150         for (int i = 0; i < current_method->exc_count; ++i)
2151           {
2152             if (PC >= exception[i].start_pc && PC < exception[i].end_pc)
2153               {
2154                 type handler (&java::lang::Throwable::class$);
2155                 if (exception[i].handler_type != 0)
2156                   handler = check_class_constant (exception[i].handler_type);
2157                 push_exception_jump (handler, exception[i].handler_pc);
2158               }
2159           }
2160
2161         current_state->print ("   ", PC, current_method->max_stack,
2162                               current_method->max_locals);
2163         java_opcode opcode = (java_opcode) bytecode[PC++];
2164         switch (opcode)
2165           {
2166           case op_nop:
2167             break;
2168
2169           case op_aconst_null:
2170             push_type (null_type);
2171             break;
2172
2173           case op_iconst_m1:
2174           case op_iconst_0:
2175           case op_iconst_1:
2176           case op_iconst_2:
2177           case op_iconst_3:
2178           case op_iconst_4:
2179           case op_iconst_5:
2180             push_type (int_type);
2181             break;
2182
2183           case op_lconst_0:
2184           case op_lconst_1:
2185             push_type (long_type);
2186             break;
2187
2188           case op_fconst_0:
2189           case op_fconst_1:
2190           case op_fconst_2:
2191             push_type (float_type);
2192             break;
2193
2194           case op_dconst_0:
2195           case op_dconst_1:
2196             push_type (double_type);
2197             break;
2198
2199           case op_bipush:
2200             get_byte ();
2201             push_type (int_type);
2202             break;
2203
2204           case op_sipush:
2205             get_short ();
2206             push_type (int_type);
2207             break;
2208
2209           case op_ldc:
2210             push_type (check_constant (get_byte ()));
2211             break;
2212           case op_ldc_w:
2213             push_type (check_constant (get_ushort ()));
2214             break;
2215           case op_ldc2_w:
2216             push_type (check_wide_constant (get_ushort ()));
2217             break;
2218
2219           case op_iload:
2220             push_type (get_variable (get_byte (), int_type));
2221             break;
2222           case op_lload:
2223             push_type (get_variable (get_byte (), long_type));
2224             break;
2225           case op_fload:
2226             push_type (get_variable (get_byte (), float_type));
2227             break;
2228           case op_dload:
2229             push_type (get_variable (get_byte (), double_type));
2230             break;
2231           case op_aload:
2232             push_type (get_variable (get_byte (), reference_type));
2233             break;
2234
2235           case op_iload_0:
2236           case op_iload_1:
2237           case op_iload_2:
2238           case op_iload_3:
2239             push_type (get_variable (opcode - op_iload_0, int_type));
2240             break;
2241           case op_lload_0:
2242           case op_lload_1:
2243           case op_lload_2:
2244           case op_lload_3:
2245             push_type (get_variable (opcode - op_lload_0, long_type));
2246             break;
2247           case op_fload_0:
2248           case op_fload_1:
2249           case op_fload_2:
2250           case op_fload_3:
2251             push_type (get_variable (opcode - op_fload_0, float_type));
2252             break;
2253           case op_dload_0:
2254           case op_dload_1:
2255           case op_dload_2:
2256           case op_dload_3:
2257             push_type (get_variable (opcode - op_dload_0, double_type));
2258             break;
2259           case op_aload_0:
2260           case op_aload_1:
2261           case op_aload_2:
2262           case op_aload_3:
2263             push_type (get_variable (opcode - op_aload_0, reference_type));
2264             break;
2265           case op_iaload:
2266             pop_type (int_type);
2267             push_type (require_array_type (pop_type (reference_type),
2268                                            int_type));
2269             break;
2270           case op_laload:
2271             pop_type (int_type);
2272             push_type (require_array_type (pop_type (reference_type),
2273                                            long_type));
2274             break;
2275           case op_faload:
2276             pop_type (int_type);
2277             push_type (require_array_type (pop_type (reference_type),
2278                                            float_type));
2279             break;
2280           case op_daload:
2281             pop_type (int_type);
2282             push_type (require_array_type (pop_type (reference_type),
2283                                            double_type));
2284             break;
2285           case op_aaload:
2286             pop_type (int_type);
2287             push_type (require_array_type (pop_type (reference_type),
2288                                            reference_type));
2289             break;
2290           case op_baload:
2291             pop_type (int_type);
2292             require_array_type (pop_type (reference_type), byte_type);
2293             push_type (int_type);
2294             break;
2295           case op_caload:
2296             pop_type (int_type);
2297             require_array_type (pop_type (reference_type), char_type);
2298             push_type (int_type);
2299             break;
2300           case op_saload:
2301             pop_type (int_type);
2302             require_array_type (pop_type (reference_type), short_type);
2303             push_type (int_type);
2304             break;
2305           case op_istore:
2306             set_variable (get_byte (), pop_type (int_type));
2307             break;
2308           case op_lstore:
2309             set_variable (get_byte (), pop_type (long_type));
2310             break;
2311           case op_fstore:
2312             set_variable (get_byte (), pop_type (float_type));
2313             break;
2314           case op_dstore:
2315             set_variable (get_byte (), pop_type (double_type));
2316             break;
2317           case op_astore:
2318             set_variable (get_byte (), pop_ref_or_return ());
2319             break;
2320           case op_istore_0:
2321           case op_istore_1:
2322           case op_istore_2:
2323           case op_istore_3:
2324             set_variable (opcode - op_istore_0, pop_type (int_type));
2325             break;
2326           case op_lstore_0:
2327           case op_lstore_1:
2328           case op_lstore_2:
2329           case op_lstore_3:
2330             set_variable (opcode - op_lstore_0, pop_type (long_type));
2331             break;
2332           case op_fstore_0:
2333           case op_fstore_1:
2334           case op_fstore_2:
2335           case op_fstore_3:
2336             set_variable (opcode - op_fstore_0, pop_type (float_type));
2337             break;
2338           case op_dstore_0:
2339           case op_dstore_1:
2340           case op_dstore_2:
2341           case op_dstore_3:
2342             set_variable (opcode - op_dstore_0, pop_type (double_type));
2343             break;
2344           case op_astore_0:
2345           case op_astore_1:
2346           case op_astore_2:
2347           case op_astore_3:
2348             set_variable (opcode - op_astore_0, pop_ref_or_return ());
2349             break;
2350           case op_iastore:
2351             pop_type (int_type);
2352             pop_type (int_type);
2353             require_array_type (pop_type (reference_type), int_type);
2354             break;
2355           case op_lastore:
2356             pop_type (long_type);
2357             pop_type (int_type);
2358             require_array_type (pop_type (reference_type), long_type);
2359             break;
2360           case op_fastore:
2361             pop_type (float_type);
2362             pop_type (int_type);
2363             require_array_type (pop_type (reference_type), float_type);
2364             break;
2365           case op_dastore:
2366             pop_type (double_type);
2367             pop_type (int_type);
2368             require_array_type (pop_type (reference_type), double_type);
2369             break;
2370           case op_aastore:
2371             pop_type (reference_type);
2372             pop_type (int_type);
2373             require_array_type (pop_type (reference_type), reference_type);
2374             break;
2375           case op_bastore:
2376             pop_type (int_type);
2377             pop_type (int_type);
2378             require_array_type (pop_type (reference_type), byte_type);
2379             break;
2380           case op_castore:
2381             pop_type (int_type);
2382             pop_type (int_type);
2383             require_array_type (pop_type (reference_type), char_type);
2384             break;
2385           case op_sastore:
2386             pop_type (int_type);
2387             pop_type (int_type);
2388             require_array_type (pop_type (reference_type), short_type);
2389             break;
2390           case op_pop:
2391             pop32 ();
2392             break;
2393           case op_pop2:
2394             pop64 ();
2395             break;
2396           case op_dup:
2397             {
2398               type t = pop32 ();
2399               push_type (t);
2400               push_type (t);
2401             }
2402             break;
2403           case op_dup_x1:
2404             {
2405               type t1 = pop32 ();
2406               type t2 = pop32 ();
2407               push_type (t1);
2408               push_type (t2);
2409               push_type (t1);
2410             }
2411             break;
2412           case op_dup_x2:
2413             {
2414               type t1 = pop32 ();
2415               type t2 = pop_raw ();
2416               if (! t2.iswide ())
2417                 {
2418                   type t3 = pop32 ();
2419                   push_type (t1);
2420                   push_type (t3);
2421                 }
2422               else
2423                 push_type (t1);
2424               push_type (t2);
2425               push_type (t1);
2426             }
2427             break;
2428           case op_dup2:
2429             {
2430               type t = pop_raw ();
2431               if (! t.iswide ())
2432                 {
2433                   type t2 = pop32 ();
2434                   push_type (t2);
2435                   push_type (t);
2436                   push_type (t2);
2437                 }
2438               else
2439                 push_type (t);
2440               push_type (t);
2441             }
2442             break;
2443           case op_dup2_x1:
2444             {
2445               type t1 = pop_raw ();
2446               type t2 = pop32 ();
2447               if (! t1.iswide ())
2448                 {
2449                   type t3 = pop32 ();
2450                   push_type (t2);
2451                   push_type (t1);
2452                   push_type (t3);
2453                 }
2454               else
2455                 push_type (t1);
2456               push_type (t2);
2457               push_type (t1);
2458             }
2459             break;
2460           case op_dup2_x2:
2461             {
2462               type t1 = pop_raw ();
2463               if (t1.iswide ())
2464                 {
2465                   type t2 = pop_raw ();
2466                   if (t2.iswide ())
2467                     {
2468                       push_type (t1);
2469                       push_type (t2);
2470                     }
2471                   else
2472                     {
2473                       type t3 = pop32 ();
2474                       push_type (t1);
2475                       push_type (t3);
2476                       push_type (t2);
2477                     }
2478                   push_type (t1);
2479                 }
2480               else
2481                 {
2482                   type t2 = pop32 ();
2483                   type t3 = pop_raw ();
2484                   if (t3.iswide ())
2485                     {
2486                       push_type (t2);
2487                       push_type (t1);
2488                     }
2489                   else
2490                     {
2491                       type t4 = pop32 ();
2492                       push_type (t2);
2493                       push_type (t1);
2494                       push_type (t4);
2495                     }
2496                   push_type (t3);
2497                   push_type (t2);
2498                   push_type (t1);
2499                 }
2500             }
2501             break;
2502           case op_swap:
2503             {
2504               type t1 = pop32 ();
2505               type t2 = pop32 ();
2506               push_type (t1);
2507               push_type (t2);
2508             }
2509             break;
2510           case op_iadd:
2511           case op_isub:
2512           case op_imul:
2513           case op_idiv:
2514           case op_irem:
2515           case op_ishl:
2516           case op_ishr:
2517           case op_iushr:
2518           case op_iand:
2519           case op_ior:
2520           case op_ixor:
2521             pop_type (int_type);
2522             push_type (pop_type (int_type));
2523             break;
2524           case op_ladd:
2525           case op_lsub:
2526           case op_lmul:
2527           case op_ldiv:
2528           case op_lrem:
2529           case op_land:
2530           case op_lor:
2531           case op_lxor:
2532             pop_type (long_type);
2533             push_type (pop_type (long_type));
2534             break;
2535           case op_lshl:
2536           case op_lshr:
2537           case op_lushr:
2538             pop_type (int_type);
2539             push_type (pop_type (long_type));
2540             break;
2541           case op_fadd:
2542           case op_fsub:
2543           case op_fmul:
2544           case op_fdiv:
2545           case op_frem:
2546             pop_type (float_type);
2547             push_type (pop_type (float_type));
2548             break;
2549           case op_dadd:
2550           case op_dsub:
2551           case op_dmul:
2552           case op_ddiv:
2553           case op_drem:
2554             pop_type (double_type);
2555             push_type (pop_type (double_type));
2556             break;
2557           case op_ineg:
2558           case op_i2b:
2559           case op_i2c:
2560           case op_i2s:
2561             push_type (pop_type (int_type));
2562             break;
2563           case op_lneg:
2564             push_type (pop_type (long_type));
2565             break;
2566           case op_fneg:
2567             push_type (pop_type (float_type));
2568             break;
2569           case op_dneg:
2570             push_type (pop_type (double_type));
2571             break;
2572           case op_iinc:
2573             get_variable (get_byte (), int_type);
2574             get_byte ();
2575             break;
2576           case op_i2l:
2577             pop_type (int_type);
2578             push_type (long_type);
2579             break;
2580           case op_i2f:
2581             pop_type (int_type);
2582             push_type (float_type);
2583             break;
2584           case op_i2d:
2585             pop_type (int_type);
2586             push_type (double_type);
2587             break;
2588           case op_l2i:
2589             pop_type (long_type);
2590             push_type (int_type);
2591             break;
2592           case op_l2f:
2593             pop_type (long_type);
2594             push_type (float_type);
2595             break;
2596           case op_l2d:
2597             pop_type (long_type);
2598             push_type (double_type);
2599             break;
2600           case op_f2i:
2601             pop_type (float_type);
2602             push_type (int_type);
2603             break;
2604           case op_f2l:
2605             pop_type (float_type);
2606             push_type (long_type);
2607             break;
2608           case op_f2d:
2609             pop_type (float_type);
2610             push_type (double_type);
2611             break;
2612           case op_d2i:
2613             pop_type (double_type);
2614             push_type (int_type);
2615             break;
2616           case op_d2l:
2617             pop_type (double_type);
2618             push_type (long_type);
2619             break;
2620           case op_d2f:
2621             pop_type (double_type);
2622             push_type (float_type);
2623             break;
2624           case op_lcmp:
2625             pop_type (long_type);
2626             pop_type (long_type);
2627             push_type (int_type);
2628             break;
2629           case op_fcmpl:
2630           case op_fcmpg:
2631             pop_type (float_type);
2632             pop_type (float_type);
2633             push_type (int_type);
2634             break;
2635           case op_dcmpl:
2636           case op_dcmpg:
2637             pop_type (double_type);
2638             pop_type (double_type);
2639             push_type (int_type);
2640             break;
2641           case op_ifeq:
2642           case op_ifne:
2643           case op_iflt:
2644           case op_ifge:
2645           case op_ifgt:
2646           case op_ifle:
2647             pop_type (int_type);
2648             push_jump (get_short ());
2649             break;
2650           case op_if_icmpeq:
2651           case op_if_icmpne:
2652           case op_if_icmplt:
2653           case op_if_icmpge:
2654           case op_if_icmpgt:
2655           case op_if_icmple:
2656             pop_type (int_type);
2657             pop_type (int_type);
2658             push_jump (get_short ());
2659             break;
2660           case op_if_acmpeq:
2661           case op_if_acmpne:
2662             pop_type (reference_type);
2663             pop_type (reference_type);
2664             push_jump (get_short ());
2665             break;
2666           case op_goto:
2667             push_jump (get_short ());
2668             invalidate_pc ();
2669             break;
2670           case op_jsr:
2671             handle_jsr_insn (get_short ());
2672             break;
2673           case op_ret:
2674             handle_ret_insn (get_byte ());
2675             break;
2676           case op_tableswitch:
2677             {
2678               pop_type (int_type);
2679               skip_padding ();
2680               push_jump (get_int ());
2681               jint low = get_int ();
2682               jint high = get_int ();
2683               // Already checked LOW -vs- HIGH.
2684               for (int i = low; i <= high; ++i)
2685                 push_jump (get_int ());
2686               invalidate_pc ();
2687             }
2688             break;
2689
2690           case op_lookupswitch:
2691             {
2692               pop_type (int_type);
2693               skip_padding ();
2694               push_jump (get_int ());
2695               jint npairs = get_int ();
2696               // Already checked NPAIRS >= 0.
2697               jint lastkey = 0;
2698               for (int i = 0; i < npairs; ++i)
2699                 {
2700                   jint key = get_int ();
2701                   if (i > 0 && key <= lastkey)
2702                     verify_fail ("lookupswitch pairs unsorted", start_PC);
2703                   lastkey = key;
2704                   push_jump (get_int ());
2705                 }
2706               invalidate_pc ();
2707             }
2708             break;
2709           case op_ireturn:
2710             check_return_type (pop_type (int_type));
2711             invalidate_pc ();
2712             break;
2713           case op_lreturn:
2714             check_return_type (pop_type (long_type));
2715             invalidate_pc ();
2716             break;
2717           case op_freturn:
2718             check_return_type (pop_type (float_type));
2719             invalidate_pc ();
2720             break;
2721           case op_dreturn:
2722             check_return_type (pop_type (double_type));
2723             invalidate_pc ();
2724             break;
2725           case op_areturn:
2726             check_return_type (pop_type (reference_type));
2727             invalidate_pc ();
2728             break;
2729           case op_return:
2730             // We only need to check this when the return type is
2731             // void, because all instance initializers return void.
2732             if (this_is_init)
2733               current_state->check_this_initialized (this);
2734             check_return_type (void_type);
2735             invalidate_pc ();
2736             break;
2737           case op_getstatic:
2738             push_type (check_field_constant (get_ushort ()));
2739             break;
2740           case op_putstatic:
2741             pop_type (check_field_constant (get_ushort ()));
2742             break;
2743           case op_getfield:
2744             {
2745               type klass;
2746               type field = check_field_constant (get_ushort (), &klass);
2747               pop_type (klass);
2748               push_type (field);
2749             }
2750             break;
2751           case op_putfield:
2752             {
2753               type klass;
2754               type field = check_field_constant (get_ushort (), &klass);
2755               pop_type (field);
2756
2757               // We have an obscure special case here: we can use
2758               // `putfield' on a field declared in this class, even if
2759               // `this' has not yet been initialized.
2760               if (! current_state->this_type.isinitialized ()
2761                   && current_state->this_type.pc == type::SELF)
2762                 klass.set_uninitialized (type::SELF, this);
2763               pop_type (klass);
2764             }
2765             break;
2766
2767           case op_invokevirtual:
2768           case op_invokespecial:
2769           case op_invokestatic:
2770           case op_invokeinterface:
2771             {
2772               _Jv_Utf8Const *method_name, *method_signature;
2773               type class_type
2774                 = check_method_constant (get_ushort (),
2775                                          opcode == op_invokeinterface,
2776                                          &method_name,
2777                                          &method_signature);
2778               // NARGS is only used when we're processing
2779               // invokeinterface.  It is simplest for us to compute it
2780               // here and then verify it later.
2781               int nargs = 0;
2782               if (opcode == op_invokeinterface)
2783                 {
2784                   nargs = get_byte ();
2785                   if (get_byte () != 0)
2786                     verify_fail ("invokeinterface dummy byte is wrong");
2787                 }
2788
2789               bool is_init = false;
2790               if (_Jv_equalUtf8Consts (method_name, gcj::init_name))
2791                 {
2792                   is_init = true;
2793                   if (opcode != op_invokespecial)
2794                     verify_fail ("can't invoke <init>");
2795                 }
2796               else if (method_name->data[0] == '<')
2797                 verify_fail ("can't invoke method starting with `<'");
2798
2799               // Pop arguments and check types.
2800               int arg_count = _Jv_count_arguments (method_signature);
2801               type arg_types[arg_count];
2802               compute_argument_types (method_signature, arg_types);
2803               for (int i = arg_count - 1; i >= 0; --i)
2804                 {
2805                   // This is only used for verifying the byte for
2806                   // invokeinterface.
2807                   nargs -= arg_types[i].depth ();
2808                   pop_type (arg_types[i]);
2809                 }
2810
2811               if (opcode == op_invokeinterface
2812                   && nargs != 1)
2813                 verify_fail ("wrong argument count for invokeinterface");
2814
2815               if (opcode != op_invokestatic)
2816                 {
2817                   type t = class_type;
2818                   if (is_init)
2819                     {
2820                       // In this case the PC doesn't matter.
2821                       t.set_uninitialized (type::UNINIT, this);
2822                     }
2823                   type raw = pop_raw ();
2824                   bool ok = false;
2825                   if (t.compatible (raw, this))
2826                     {
2827                       ok = true;
2828                     }
2829                   else if (opcode == op_invokeinterface)
2830                     {
2831                       // This is a hack.  We might have merged two
2832                       // items and gotten `Object'.  This can happen
2833                       // because we don't keep track of where merges
2834                       // come from.  This is safe as long as the
2835                       // interpreter checks interfaces at runtime.
2836                       type obj (&java::lang::Object::class$);
2837                       ok = raw.compatible (obj, this);
2838                     }
2839
2840                   if (! ok)
2841                     verify_fail ("incompatible type on stack");
2842
2843                   if (is_init)
2844                     current_state->set_initialized (raw.get_pc (),
2845                                                     current_method->max_locals);
2846                 }
2847
2848               type rt = compute_return_type (method_signature);
2849               if (! rt.isvoid ())
2850                 push_type (rt);
2851             }
2852             break;
2853
2854           case op_new:
2855             {
2856               type t = check_class_constant (get_ushort ());
2857               if (t.isarray () || t.isinterface (this) || t.isabstract (this))
2858                 verify_fail ("type is array, interface, or abstract");
2859               t.set_uninitialized (start_PC, this);
2860               push_type (t);
2861             }
2862             break;
2863
2864           case op_newarray:
2865             {
2866               int atype = get_byte ();
2867               // We intentionally have chosen constants to make this
2868               // valid.
2869               if (atype < boolean_type || atype > long_type)
2870                 verify_fail ("type not primitive", start_PC);
2871               pop_type (int_type);
2872               push_type (construct_primitive_array_type (type_val (atype)));
2873             }
2874             break;
2875           case op_anewarray:
2876             pop_type (int_type);
2877             push_type (check_class_constant (get_ushort ()).to_array (this));
2878             break;
2879           case op_arraylength:
2880             {
2881               type t = pop_type (reference_type);
2882               if (! t.isarray () && ! t.isnull ())
2883                 verify_fail ("array type expected");
2884               push_type (int_type);
2885             }
2886             break;
2887           case op_athrow:
2888             pop_type (type (&java::lang::Throwable::class$));
2889             invalidate_pc ();
2890             break;
2891           case op_checkcast:
2892             pop_type (reference_type);
2893             push_type (check_class_constant (get_ushort ()));
2894             break;
2895           case op_instanceof:
2896             pop_type (reference_type);
2897             check_class_constant (get_ushort ());
2898             push_type (int_type);
2899             break;
2900           case op_monitorenter:
2901             pop_type (reference_type);
2902             break;
2903           case op_monitorexit:
2904             pop_type (reference_type);
2905             break;
2906           case op_wide:
2907             {
2908               switch (get_byte ())
2909                 {
2910                 case op_iload:
2911                   push_type (get_variable (get_ushort (), int_type));
2912                   break;
2913                 case op_lload:
2914                   push_type (get_variable (get_ushort (), long_type));
2915                   break;
2916                 case op_fload:
2917                   push_type (get_variable (get_ushort (), float_type));
2918                   break;
2919                 case op_dload:
2920                   push_type (get_variable (get_ushort (), double_type));
2921                   break;
2922                 case op_aload:
2923                   push_type (get_variable (get_ushort (), reference_type));
2924                   break;
2925                 case op_istore:
2926                   set_variable (get_ushort (), pop_type (int_type));
2927                   break;
2928                 case op_lstore:
2929                   set_variable (get_ushort (), pop_type (long_type));
2930                   break;
2931                 case op_fstore:
2932                   set_variable (get_ushort (), pop_type (float_type));
2933                   break;
2934                 case op_dstore:
2935                   set_variable (get_ushort (), pop_type (double_type));
2936                   break;
2937                 case op_astore:
2938                   set_variable (get_ushort (), pop_type (reference_type));
2939                   break;
2940                 case op_ret:
2941                   handle_ret_insn (get_short ());
2942                   break;
2943                 case op_iinc:
2944                   get_variable (get_ushort (), int_type);
2945                   get_short ();
2946                   break;
2947                 default:
2948                   verify_fail ("unrecognized wide instruction", start_PC);
2949                 }
2950             }
2951             break;
2952           case op_multianewarray:
2953             {
2954               type atype = check_class_constant (get_ushort ());
2955               int dim = get_byte ();
2956               if (dim < 1)
2957                 verify_fail ("too few dimensions to multianewarray", start_PC);
2958               atype.verify_dimensions (dim, this);
2959               for (int i = 0; i < dim; ++i)
2960                 pop_type (int_type);
2961               push_type (atype);
2962             }
2963             break;
2964           case op_ifnull:
2965           case op_ifnonnull:
2966             pop_type (reference_type);
2967             push_jump (get_short ());
2968             break;
2969           case op_goto_w:
2970             push_jump (get_int ());
2971             invalidate_pc ();
2972             break;
2973           case op_jsr_w:
2974             handle_jsr_insn (get_int ());
2975             break;
2976
2977           default:
2978             // Unrecognized opcode.
2979             verify_fail ("unrecognized instruction in verify_instructions_0",
2980                          start_PC);
2981           }
2982       }
2983   }
2984
2985   __attribute__ ((__noreturn__)) void verify_fail (char *s, jint pc = -1)
2986   {
2987     using namespace java::lang;
2988     StringBuffer *buf = new StringBuffer ();
2989
2990     buf->append (JvNewStringLatin1 ("verification failed"));
2991     if (pc == -1)
2992       pc = start_PC;
2993     if (pc != -1)
2994       {
2995         buf->append (JvNewStringLatin1 (" at PC "));
2996         buf->append (pc);
2997       }
2998
2999     _Jv_InterpMethod *method = current_method;
3000     buf->append (JvNewStringLatin1 (" in "));
3001     buf->append (current_class->getName());
3002     buf->append ((jchar) ':');
3003     buf->append (JvNewStringUTF (method->get_method()->name->data));
3004     buf->append ((jchar) '(');
3005     buf->append (JvNewStringUTF (method->get_method()->signature->data));
3006     buf->append ((jchar) ')');
3007
3008     buf->append (JvNewStringLatin1 (": "));
3009     buf->append (JvNewStringLatin1 (s));
3010     throw new java::lang::VerifyError (buf->toString ());
3011   }
3012
3013 public:
3014
3015   void verify_instructions ()
3016   {
3017     branch_prepass ();
3018     verify_instructions_0 ();
3019   }
3020
3021   _Jv_BytecodeVerifier (_Jv_InterpMethod *m)
3022   {
3023     // We just print the text as utf-8.  This is just for debugging
3024     // anyway.
3025     debug_print ("--------------------------------\n");
3026     debug_print ("-- Verifying method `%s'\n", m->self->name->data);
3027
3028     current_method = m;
3029     bytecode = m->bytecode ();
3030     exception = m->exceptions ();
3031     current_class = m->defining_class;
3032
3033     states = NULL;
3034     flags = NULL;
3035     jsr_ptrs = NULL;
3036     utf8_list = NULL;
3037     entry_points = NULL;
3038   }
3039
3040   ~_Jv_BytecodeVerifier ()
3041   {
3042     if (states)
3043       _Jv_Free (states);
3044     if (flags)
3045       _Jv_Free (flags);
3046
3047     if (jsr_ptrs)
3048       {
3049         for (int i = 0; i < current_method->code_length; ++i)
3050           {
3051             if (jsr_ptrs[i] != NULL)
3052               {
3053                 subr_info *info = jsr_ptrs[i];
3054                 while (info != NULL)
3055                   {
3056                     subr_info *next = info->next;
3057                     _Jv_Free (info);
3058                     info = next;
3059                   }
3060               }
3061           }
3062         _Jv_Free (jsr_ptrs);
3063       }
3064
3065     while (utf8_list != NULL)
3066       {
3067         linked_utf8 *n = utf8_list->next;
3068         _Jv_Free (utf8_list->val);
3069         _Jv_Free (utf8_list);
3070         utf8_list = n;
3071       }
3072
3073     while (entry_points != NULL)
3074       {
3075         subr_entry_info *next = entry_points->next;
3076         _Jv_Free (entry_points);
3077         entry_points = next;
3078       }
3079   }
3080 };
3081
3082 void
3083 _Jv_VerifyMethod (_Jv_InterpMethod *meth)
3084 {
3085   _Jv_BytecodeVerifier v (meth);
3086   v.verify_instructions ();
3087 }
3088 #endif  /* INTERPRETER */