Factor timer code out of PassManager implementation, into a generic interface
[oota-llvm.git] / lib / VMCore / Verifier.cpp
index c773b80642868af827993f4b1d1ad0dd73557022..51e0d2ddddb8ce79bde4d2e60659736e259407f8 100644 (file)
@@ -6,15 +6,12 @@
 // Note that this does not provide full 'java style' security and verifications,
 // instead it just tries to ensure that code is well formed.
 //
-//  . There are no duplicated names in a symbol table... ie there !exist a val
-//    with the same name as something in the symbol table, but with a different
-//    address as what is in the symbol table...
 //  * Both of a binary operator's parameters are the same type
 //  * Verify that the indices of mem access instructions match other operands
-//  . Verify that arithmetic and other things are only performed on first class
-//    types.  No adding structures or arrays.
+//  * Verify that arithmetic and other things are only performed on first class
+//    types.  Verify that shifts & logicals only happen on integrals f.e.
 //  . All of the constants in a switch statement are of the correct type
-//  . The code is in valid SSA form
+//  * The code is in valid SSA form
 //  . It should be illegal to put a label into any other type (like a structure)
 //    or to return one. [except constant arrays!]
 //  * Only phi nodes can be self referential: 'add int %0, %0 ; <int>:0' is bad
@@ -23,7 +20,6 @@
 //  * All basic blocks should only end with terminator insts, not contain them
 //  * The entry node to a function must not have predecessors
 //  * All Instructions must be embeded into a basic block
-//  . Verify that none of the Value getType()'s are null.
 //  . Function's cannot take a void typed parameter
 //  * Verify that a function's argument list agrees with it's declared type.
 //  . Verify that arrays and structures have fixed elements: No unsized arrays.
 #include "llvm/iPHINode.h"
 #include "llvm/iTerminators.h"
 #include "llvm/iOther.h"
+#include "llvm/iOperators.h"
 #include "llvm/iMemory.h"
 #include "llvm/SymbolTable.h"
+#include "llvm/PassManager.h"
+#include "llvm/Analysis/Dominators.h"
 #include "llvm/Support/CFG.h"
 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
 #include "Support/STLExtras.h"
 #include <algorithm>
-#include <iostream>
 
 namespace {  // Anonymous namespace for class
 
   struct Verifier : public FunctionPass, InstVisitor<Verifier> {
-    bool Broken;
+    bool Broken;          // Is this module found to be broken?
+    bool RealPass;        // Are we not being run by a PassManager?
+    bool AbortBroken;     // If broken, should it or should it not abort?
+    
+    DominatorSet *DS; // Dominator set, caution can be null!
 
-    Verifier() : Broken(false) {}
+    Verifier() : Broken(false), RealPass(true), AbortBroken(true), DS(0) {}
+    Verifier(bool AB) : Broken(false), RealPass(true), AbortBroken(AB), DS(0) {}
+    Verifier(DominatorSet &ds) 
+      : Broken(false), RealPass(false), AbortBroken(false), DS(&ds) {}
 
-    virtual const char *getPassName() const { return "Module Verifier"; }
 
     bool doInitialization(Module &M) {
       verifySymbolTable(M.getSymbolTable());
+
+      // If this is a real pass, in a pass manager, we must abort before
+      // returning back to the pass manager, or else the pass manager may try to
+      // run other passes on the broken module.
+      //
+      if (RealPass)
+        abortIfBroken();
       return false;
     }
 
     bool runOnFunction(Function &F) {
+      // Get dominator information if we are being run by PassManager
+      if (RealPass) DS = &getAnalysis<DominatorSet>();
       visit(F);
+
+      // If this is a real pass, in a pass manager, we must abort before
+      // returning back to the pass manager, or else the pass manager may try to
+      // run other passes on the broken module.
+      //
+      if (RealPass)
+        abortIfBroken();
+
       return false;
     }
 
@@ -76,15 +97,25 @@ namespace {  // Anonymous namespace for class
         if (I->isExternal() && I->hasInternalLinkage())
           CheckFailed("Function Declaration has Internal Linkage!", I);
 
-      if (Broken) {
-        std::cerr << "Broken module found, compilation aborted!\n";
-        abort();
-      }
+      // If the module is broken, abort at this time.
+      abortIfBroken();
       return false;
     }
 
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
       AU.setPreservesAll();
+      if (RealPass)
+        AU.addRequired<DominatorSet>();
+    }
+
+    // abortIfBroken - If the module is broken and we are supposed to abort on
+    // this condition, do so.
+    //
+    void abortIfBroken() const {
+      if (Broken && AbortBroken) {
+        std::cerr << "Broken module found, compilation aborted!\n";
+        abort();
+      }
     }
 
     // Verification methods...
@@ -93,6 +124,7 @@ namespace {  // Anonymous namespace for class
     void visitBasicBlock(BasicBlock &BB);
     void visitPHINode(PHINode &PN);
     void visitBinaryOperator(BinaryOperator &B);
+    void visitShiftInst(ShiftInst &SI);
     void visitCallInst(CallInst &CI);
     void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
     void visitLoadInst(LoadInst &LI);
@@ -116,6 +148,8 @@ namespace {  // Anonymous namespace for class
       Broken = true;
     }
   };
+
+  RegisterPass<Verifier> X("verify", "Module Verifier");
 }
 
 // Assert - We know that cond should be true, if not print an error message.
@@ -194,6 +228,7 @@ void Verifier::visitTerminatorInst(TerminatorInst &I) {
   // Ensure that terminators only exist at the end of the basic block.
   Assert1(&I == I.getParent()->getTerminator(),
           "Terminator found in the middle of a basic block!", I.getParent());
+  visitInstruction(I);
 }
 
 void Verifier::visitReturnInst(ReturnInst &RI) {
@@ -294,22 +329,57 @@ void Verifier::visitCallInst(CallInst &CI) {
     Assert2(CI.getOperand(i+1)->getType() == FTy->getParamType(i),
             "Call parameter type does not match function signature!",
             CI.getOperand(i+1), FTy->getParamType(i));
+
+  visitInstruction(CI);
 }
 
 // visitBinaryOperator - Check that both arguments to the binary operator are
 // of the same type!
 //
 void Verifier::visitBinaryOperator(BinaryOperator &B) {
-  Assert2(B.getOperand(0)->getType() == B.getOperand(1)->getType(),
-          "Both operands to a binary operator are not of the same type!",
-          B.getOperand(0), B.getOperand(1));
-
+  Assert1(B.getOperand(0)->getType() == B.getOperand(1)->getType(),
+          "Both operands to a binary operator are not of the same type!", &B);
+
+  // Check that logical operators are only used with integral operands.
+  if (B.getOpcode() == Instruction::And || B.getOpcode() == Instruction::Or ||
+      B.getOpcode() == Instruction::Xor) {
+    Assert1(B.getType()->isIntegral(),
+            "Logical operators only work with integral types!", &B);
+    Assert1(B.getType() == B.getOperand(0)->getType(),
+            "Logical operators must have same type for operands and result!",
+            &B);
+  } else if (isa<SetCondInst>(B)) {
+    // Check that setcc instructions return bool
+    Assert1(B.getType() == Type::BoolTy,
+            "setcc instructions must return boolean values!", &B);
+  } else {
+    // Arithmetic operators only work on integer or fp values
+    Assert1(B.getType() == B.getOperand(0)->getType(),
+            "Arithmetic operators must have same type for operands and result!",
+            &B);
+    Assert1(B.getType()->isInteger() || B.getType()->isFloatingPoint(),
+            "Arithmetic operators must have integer or fp type!", &B);
+  }
+  
   visitInstruction(B);
 }
 
+void Verifier::visitShiftInst(ShiftInst &SI) {
+  Assert1(SI.getType()->isInteger(),
+          "Shift must return an integer result!", &SI);
+  Assert1(SI.getType() == SI.getOperand(0)->getType(),
+          "Shift return type must be same as first operand!", &SI);
+  Assert1(SI.getOperand(1)->getType() == Type::UByteTy,
+          "Second operand to shift must be ubyte type!", &SI);
+  visitInstruction(SI);
+}
+
+
+
 void Verifier::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
-  const Type *ElTy = MemAccessInst::getIndexedType(GEP.getOperand(0)->getType(),
-                                                   GEP.copyIndices(), true);
+  const Type *ElTy =
+    GetElementPtrInst::getIndexedType(GEP.getOperand(0)->getType(),
+                   std::vector<Value*>(GEP.idx_begin(), GEP.idx_end()), true);
   Assert1(ElTy, "Invalid indices for GEP pointer type!", &GEP);
   Assert2(PointerType::get(ElTy) == GEP.getType(),
           "GEP is not of right type for indices!", &GEP, ElTy);
@@ -317,28 +387,27 @@ void Verifier::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
 }
 
 void Verifier::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
-  const Type *ElTy = LoadInst::getIndexedType(LI.getOperand(0)->getType(),
-                                              LI.copyIndices());
-  Assert1(ElTy, "Invalid indices for load pointer type!", &LI);
+  const Type *ElTy =
+    cast<PointerType>(LI.getOperand(0)->getType())->getElementType();
   Assert2(ElTy == LI.getType(),
           "Load is not of right type for indices!", &LI, ElTy);
   visitInstruction(LI);
 }
 
 void Verifier::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
-  const Type *ElTy = StoreInst::getIndexedType(SI.getOperand(1)->getType(),
-                                               SI.copyIndices());
-  Assert1(ElTy, "Invalid indices for store pointer type!", &SI);
+  const Type *ElTy =
+    cast<PointerType>(SI.getOperand(1)->getType())->getElementType();
   Assert2(ElTy == SI.getOperand(0)->getType(),
           "Stored value is not of right type for indices!", &SI, ElTy);
   visitInstruction(SI);
 }
 
 
-// verifyInstruction - Verify that a non-terminator instruction is well formed.
+// verifyInstruction - Verify that an instruction is well formed.
 //
 void Verifier::visitInstruction(Instruction &I) {
-  Assert1(I.getParent(), "Instruction not embedded in basic block!", &I);
+  BasicBlock *BB = I.getParent();  
+  Assert1(BB, "Instruction not embedded in basic block!", &I);
 
   // Check that all uses of the instruction, if they are instructions
   // themselves, actually have parent basic blocks.  If the use is not an
@@ -360,8 +429,38 @@ void Verifier::visitInstruction(Instruction &I) {
               "Only PHI nodes may reference their own value!", &I);
   }
 
+  // Check that void typed values don't have names
   Assert1(I.getType() != Type::VoidTy || !I.hasName(),
           "Instruction has a name, but provides a void value!", &I);
+
+  // Check that a definition dominates all of its uses.
+  //
+  for (User::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
+       UI != UE; ++UI) {
+    Instruction *Use = cast<Instruction>(*UI);
+      
+    // PHI nodes are more difficult than other nodes because they actually
+    // "use" the value in the predecessor basic blocks they correspond to.
+    if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(Use)) {
+      for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
+        if (&I == PN->getIncomingValue(i)) {
+          // Make sure that I dominates the end of pred(i)
+          BasicBlock *Pred = PN->getIncomingBlock(i);
+          
+          // Use must be dominated by by definition unless use is unreachable!
+          Assert2(DS->dominates(BB, Pred) ||
+                  !DS->dominates(&BB->getParent()->getEntryNode(), Pred),
+                  "Instruction does not dominate all uses!",
+                  &I, PN);
+        }
+
+    } else {
+      // Use must be dominated by by definition unless use is unreachable!
+      Assert2(DS->dominates(&I, Use) ||
+              !DS->dominates(&BB->getParent()->getEntryNode(),Use->getParent()),
+              "Instruction does not dominate all uses!", &I, Use);
+    }
+  }
 }
 
 
@@ -373,9 +472,21 @@ Pass *createVerifierPass() {
   return new Verifier();
 }
 
-bool verifyFunction(const Function &F) {
-  Verifier V;
-  V.visit((Function&)F);
+
+// verifyFunction - Create 
+bool verifyFunction(const Function &f) {
+  Function &F = (Function&)f;
+  assert(!F.isExternal() && "Cannot verify external functions");
+
+  DominatorSet DS;
+  DS.doInitialization(*F.getParent());
+  DS.runOnFunction(F);
+
+  Verifier V(DS);
+  V.runOnFunction(F);
+
+  DS.doFinalization(*F.getParent());
+
   return V.Broken;
 }
 
@@ -383,7 +494,9 @@ bool verifyFunction(const Function &F) {
 // Return true if the module is corrupt.
 //
 bool verifyModule(const Module &M) {
-  Verifier V;
-  V.run((Module&)M);
-  return V.Broken;
+  PassManager PM;
+  Verifier *V = new Verifier();
+  PM.add(V);
+  PM.run((Module&)M);
+  return V->Broken;
 }