Add validation pass for arithmetic operations
authorAndrey Tuganov <andreyt@google.com>
Wed, 30 Aug 2017 14:13:10 +0000 (10:13 -0400)
committerDavid Neto <dneto@google.com>
Tue, 5 Sep 2017 16:21:53 +0000 (12:21 -0400)
The pass checks if arithmetic operations (such as OpFMul) receive
correct operands.

CHANGES
source/CMakeLists.txt
source/val/validation_state.cpp
source/val/validation_state.h
source/validate.cpp
source/validate.h
source/validate_arithmetics.cpp [new file with mode: 0644]
test/val/CMakeLists.txt
test/val/val_arithmetics_test.cpp [new file with mode: 0644]

diff --git a/CHANGES b/CHANGES
index 3541b24..6a7ec0c 100644 (file)
--- a/CHANGES
+++ b/CHANGES
@@ -1,6 +1,8 @@
 Revision history for SPIRV-Tools
 
 v2017.1-dev 2017-09-01
+ - Validator:
+   - Type check basic arithmetic operations
 
 v2017.0 2017-09-01
  - Update README to describe that assembler, disassembler, and binary parser support
index 44bb973..04f23a3 100644 (file)
@@ -252,6 +252,7 @@ set(SPIRV_SOURCES
   ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/text.cpp
   ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/text_handler.cpp
   ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/validate.cpp
+  ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/validate_arithmetics.cpp
   ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/validate_cfg.cpp
   ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/validate_capability.cpp
   ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/validate_id.cpp
index 850f15e..077363e 100644 (file)
@@ -427,4 +427,163 @@ bool ValidationState_t::RegisterUniqueTypeDeclaration(
 
   return unique_type_declarations_.insert(std::move(key)).second;
 }
+
+uint32_t ValidationState_t::GetTypeId(uint32_t id) const {
+  const Instruction* inst = FindDef(id);
+  assert(inst);
+  return inst->type_id();
+}
+
+uint32_t ValidationState_t::GetComponentType(uint32_t id) const {
+  const Instruction* inst = FindDef(id);
+  assert(inst);
+
+  switch (inst->opcode()) {
+    case SpvOpTypeFloat:
+    case SpvOpTypeInt:
+    case SpvOpTypeBool:
+      return id;
+
+    case SpvOpTypeVector:
+      return inst->word(2);
+
+    case SpvOpTypeMatrix:
+      return GetComponentType(inst->word(2));
+
+    default:
+      break;
+  }
+
+  if (inst->type_id())
+    return GetComponentType(inst->type_id());
+
+  assert(0);
+  return 0;
+}
+
+uint32_t ValidationState_t::GetDimension(uint32_t id) const {
+  const Instruction* inst = FindDef(id);
+  assert(inst);
+
+  switch (inst->opcode()) {
+    case SpvOpTypeFloat:
+    case SpvOpTypeInt:
+    case SpvOpTypeBool:
+      return 1;
+
+    case SpvOpTypeVector:
+    case SpvOpTypeMatrix:
+      return inst->word(3);
+
+    default:
+      break;
+  }
+
+  if (inst->type_id())
+    return GetDimension(inst->type_id());
+
+  assert(0);
+  return 0;
+}
+
+uint32_t ValidationState_t::GetBitWidth(uint32_t id) const {
+  const uint32_t component_type_id = GetComponentType(id);
+  const Instruction* inst = FindDef(component_type_id);
+  assert(inst);
+
+  if (inst->opcode() == SpvOpTypeFloat || inst->opcode() == SpvOpTypeInt)
+    return inst->word(2);
+
+  if (inst->opcode() == SpvOpTypeBool)
+    return 1;
+
+  assert(0);
+  return 0;
+}
+
+bool ValidationState_t::IsFloatScalarType(uint32_t id) const {
+  const Instruction* inst = FindDef(id);
+  assert(inst);
+  return inst->opcode() == SpvOpTypeFloat;
+}
+
+bool ValidationState_t::IsFloatVectorType(uint32_t id) const {
+  const Instruction* inst = FindDef(id);
+  assert(inst);
+
+  if (inst->opcode() == SpvOpTypeVector) {
+    return IsFloatScalarType(GetComponentType(id));
+  }
+
+  return false;
+}
+
+bool ValidationState_t::IsIntScalarType(uint32_t id) const {
+  const Instruction* inst = FindDef(id);
+  assert(inst);
+  return inst->opcode() == SpvOpTypeInt;
+}
+
+bool ValidationState_t::IsIntVectorType(uint32_t id) const {
+  const Instruction* inst = FindDef(id);
+  assert(inst);
+
+  if (inst->opcode() == SpvOpTypeVector) {
+    return IsIntScalarType(GetComponentType(id));
+  }
+
+  return false;
+}
+
+bool ValidationState_t::IsUnsignedIntScalarType(uint32_t id) const {
+  const Instruction* inst = FindDef(id);
+  assert(inst);
+  return inst->opcode() == SpvOpTypeInt && inst->word(3) == 0;
+}
+
+bool ValidationState_t::IsUnsignedIntVectorType(uint32_t id) const {
+  const Instruction* inst = FindDef(id);
+  assert(inst);
+
+  if (inst->opcode() == SpvOpTypeVector) {
+    return IsUnsignedIntScalarType(GetComponentType(id));
+  }
+
+  return false;
+}
+
+bool ValidationState_t::IsSignedIntScalarType(uint32_t id) const {
+  const Instruction* inst = FindDef(id);
+  assert(inst);
+  return inst->opcode() == SpvOpTypeInt && inst->word(3) == 1;
+}
+
+bool ValidationState_t::IsSignedIntVectorType(uint32_t id) const {
+  const Instruction* inst = FindDef(id);
+  assert(inst);
+
+  if (inst->opcode() == SpvOpTypeVector) {
+    return IsSignedIntScalarType(GetComponentType(id));
+  }
+
+  return false;
+}
+
+bool ValidationState_t::IsBoolScalarType(uint32_t id) const {
+  const Instruction* inst = FindDef(id);
+  assert(inst);
+  return inst->opcode() == SpvOpTypeBool;
+}
+
+bool ValidationState_t::IsBoolVectorType(uint32_t id) const {
+  const Instruction* inst = FindDef(id);
+  assert(inst);
+
+  if (inst->opcode() == SpvOpTypeVector) {
+    return IsBoolScalarType(GetComponentType(id));
+  }
+
+  return false;
+}
+
 }  /// namespace libspirv
index d94093b..1fd1735 100644 (file)
@@ -330,6 +330,41 @@ class ValidationState_t {
   /// Returns false if an identical type declaration already exists.
   bool RegisterUniqueTypeDeclaration(const spv_parsed_instruction_t& inst);
 
+  // Returns type_id of the scalar component of |id|.
+  // |id| can be either
+  // - vector type
+  // - matrix type
+  // - object of either vector or matrix type
+  uint32_t GetComponentType(uint32_t id) const;
+
+  // Returns dimension of scalar, vector or matrix type or object. Will invoke
+  // assertion and return 0 if |id| is none of the above.
+  // In case of matrix returns number of columns.
+  uint32_t GetDimension(uint32_t id) const;
+
+  // Returns bit width of scalar or component.
+  // |id| can be
+  // - scalar type or object
+  // - vector or matrix type or object
+  // Will invoke assertion and return 0 if |id| is none of the above.
+  uint32_t GetBitWidth(uint32_t id) const;
+
+  // Returns true iff |id| is a type corresponding to the name of the function.
+  // Only works for types not for objects.
+  bool IsFloatScalarType(uint32_t id) const;
+  bool IsFloatVectorType(uint32_t id) const;
+  bool IsIntScalarType(uint32_t id) const;
+  bool IsIntVectorType(uint32_t id) const;
+  bool IsUnsignedIntScalarType(uint32_t id) const;
+  bool IsUnsignedIntVectorType(uint32_t id) const;
+  bool IsSignedIntScalarType(uint32_t id) const;
+  bool IsSignedIntVectorType(uint32_t id) const;
+  bool IsBoolScalarType(uint32_t id) const;
+  bool IsBoolVectorType(uint32_t id) const;
+
+  // Returns type_id if id has type or zero otherwise.
+  uint32_t GetTypeId(uint32_t id) const;
+
  private:
   ValidationState_t(const ValidationState_t&);
 
index ad0fbb9..661da12 100644 (file)
@@ -180,6 +180,7 @@ spv_result_t ProcessInstruction(void* user_data,
   if (auto error = CfgPass(_, inst)) return error;
   if (auto error = InstructionPass(_, inst)) return error;
   if (auto error = TypeUniquePass(_, inst)) return error;
+  if (auto error = ArithmeticsPass(_, inst)) return error;
 
   return SPV_SUCCESS;
 }
index 34d1ffe..7d0466e 100644 (file)
@@ -111,6 +111,10 @@ spv_result_t ValidateDecorations(ValidationState_t& _);
 spv_result_t TypeUniquePass(ValidationState_t& _,
                             const spv_parsed_instruction_t* inst);
 
+/// Validates correctness of arithmetic instructions.
+spv_result_t ArithmeticsPass(ValidationState_t& _,
+                            const spv_parsed_instruction_t* inst);
+
 // Validates that capability declarations use operands allowed in the current
 // context.
 spv_result_t CapabilityPass(ValidationState_t& _,
diff --git a/source/validate_arithmetics.cpp b/source/validate_arithmetics.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f3f8318
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,136 @@
+// Copyright (c) 2017 Google Inc.
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+//
+//     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+
+// Ensures type declarations are unique unless allowed by the specification.
+
+#include "validate.h"
+
+#include "diagnostic.h"
+#include "opcode.h"
+#include "val/instruction.h"
+#include "val/validation_state.h"
+
+namespace libspirv {
+
+namespace {
+
+// Returns operand word for given instruction and operand index.
+// The operand is expected to only have one word.
+inline uint32_t GetOperandWord(const spv_parsed_instruction_t* inst,
+                               size_t operand_index) {
+  assert(operand_index < inst->num_operands);
+  const spv_parsed_operand_t& operand = inst->operands[operand_index];
+  assert(operand.num_words == 1);
+  return inst->words[operand.offset];
+}
+
+}
+
+// Validates correctness of arithmetic instructions.
+spv_result_t ArithmeticsPass(ValidationState_t& _,
+                            const spv_parsed_instruction_t* inst) {
+  const SpvOp opcode = static_cast<SpvOp>(inst->opcode);
+
+  switch (opcode) {
+    case SpvOpFAdd:
+    case SpvOpFSub:
+    case SpvOpFMul:
+    case SpvOpFDiv:
+    case SpvOpFRem:
+    case SpvOpFMod:
+    case SpvOpFNegate: {
+      if (!_.IsFloatScalarType(inst->type_id) &&
+          !_.IsFloatVectorType(inst->type_id))
+        return _.diag(SPV_ERROR_INVALID_DATA)
+            << "Expected floating scalar or vector type as type_id: "
+            << spvOpcodeString(opcode);
+
+      for (size_t operand_index = 2; operand_index < inst->num_operands;
+           ++operand_index) {
+        if (_.GetTypeId(GetOperandWord(inst, operand_index)) != inst->type_id)
+          return _.diag(SPV_ERROR_INVALID_DATA)
+              << "Expected arithmetic operands to have type type_id: "
+              << spvOpcodeString(opcode) << " operand index " << operand_index;
+      }
+      break;
+    }
+
+    case SpvOpUDiv:
+    case SpvOpUMod: {
+      if (!_.IsUnsignedIntScalarType(inst->type_id) &&
+          !_.IsUnsignedIntVectorType(inst->type_id))
+        return _.diag(SPV_ERROR_INVALID_DATA)
+            << "Expected unsigned int scalar or vector type as type_id: "
+            << spvOpcodeString(opcode);
+
+      for (size_t operand_index = 2; operand_index < inst->num_operands;
+           ++operand_index) {
+        if (_.GetTypeId(GetOperandWord(inst, operand_index)) != inst->type_id)
+          return _.diag(SPV_ERROR_INVALID_DATA)
+              << "Expected arithmetic operands to have type type_id: "
+              << spvOpcodeString(opcode) << " operand index " << operand_index;
+      }
+      break;
+    }
+
+    case SpvOpISub:
+    case SpvOpIAdd:
+    case SpvOpIMul:
+    case SpvOpSDiv:
+    case SpvOpSMod:
+    case SpvOpSRem:
+    case SpvOpSNegate: {
+      if (!_.IsIntScalarType(inst->type_id) &&
+          !_.IsIntVectorType(inst->type_id))
+        return _.diag(SPV_ERROR_INVALID_DATA)
+            << "Expected int scalar or vector type as type_id: "
+            << spvOpcodeString(opcode);
+
+      const uint32_t dimension = _.GetDimension(inst->type_id);
+      const uint32_t bit_width = _.GetBitWidth(inst->type_id);
+
+      for (size_t operand_index = 2; operand_index < inst->num_operands;
+           ++operand_index) {
+
+        const uint32_t type_id =
+            _.GetTypeId(GetOperandWord(inst, operand_index));
+        if (!type_id ||
+            (!_.IsIntScalarType(type_id) && !_.IsIntVectorType(type_id)))
+          return _.diag(SPV_ERROR_INVALID_DATA)
+              << "Expected int scalar or vector type as operand: "
+              << spvOpcodeString(opcode) << " operand index " << operand_index;
+
+        if (_.GetDimension(type_id) != dimension)
+          return _.diag(SPV_ERROR_INVALID_DATA)
+              << "Expected arithmetic operands to have the same dimension "
+              << "as type_id: "
+              << spvOpcodeString(opcode) << " operand index " << operand_index;
+
+        if (_.GetBitWidth(type_id) != bit_width)
+          return _.diag(SPV_ERROR_INVALID_DATA)
+              << "Expected arithmetic operands to have the same bit width "
+              << "as type_id: "
+              << spvOpcodeString(opcode) << " operand index " << operand_index;
+      }
+      break;
+    }
+
+    default:
+      break;
+  }
+
+  return SPV_SUCCESS;
+}
+
+}  // namespace libspirv
index 9f59eb1..457b766 100644 (file)
@@ -75,6 +75,12 @@ add_spvtools_unittest(TARGET val_type_unique
   LIBS ${SPIRV_TOOLS}
 )
 
+add_spvtools_unittest(TARGET val_arithmetics
+       SRCS val_arithmetics_test.cpp
+       ${VAL_TEST_COMMON_SRCS}
+  LIBS ${SPIRV_TOOLS}
+)
+
 add_spvtools_unittest(TARGET val_limits
        SRCS val_limits_test.cpp
        ${VAL_TEST_COMMON_SRCS}
diff --git a/test/val/val_arithmetics_test.cpp b/test/val/val_arithmetics_test.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d5fe831
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,539 @@
+// Copyright (c) 2017 Google Inc.
+//
+// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+// you may not use this file except in compliance with the License.
+// You may obtain a copy of the License at
+//
+//     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+//
+// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+// See the License for the specific language governing permissions and
+// limitations under the License.
+
+// Tests for unique type declaration rules validator.
+
+#include <string>
+
+#include "gmock/gmock.h"
+#include "unit_spirv.h"
+#include "val_fixtures.h"
+
+namespace {
+
+using ::testing::HasSubstr;
+using ::testing::Not;
+
+using std::string;
+
+using ValidateArithmetics = spvtest::ValidateBase<bool>;
+
+std::string GenerateCode(const std::string& main_body) {
+  const std::string prefix =
+R"(
+OpCapability Shader
+OpCapability Int64
+OpCapability Float64
+%ext_inst = OpExtInstImport "GLSL.std.450"
+OpMemoryModel Logical GLSL450
+OpEntryPoint Fragment %main "main"
+%void = OpTypeVoid
+%func = OpTypeFunction %void
+%bool = OpTypeBool
+%f32 = OpTypeFloat 32
+%u32 = OpTypeInt 32 0
+%s32 = OpTypeInt 32 1
+%f64 = OpTypeFloat 64
+%u64 = OpTypeInt 64 0
+%s64 = OpTypeInt 64 1
+%boolvec2 = OpTypeVector %bool 2
+%s32vec2 = OpTypeVector %s32 2
+%u32vec2 = OpTypeVector %u32 2
+%u64vec2 = OpTypeVector %u64 2
+%f32vec2 = OpTypeVector %f32 2
+%f64vec2 = OpTypeVector %f64 2
+%boolvec3 = OpTypeVector %bool 3
+%u32vec3 = OpTypeVector %u32 3
+%u64vec3 = OpTypeVector %u64 3
+%s32vec3 = OpTypeVector %s32 3
+%f32vec3 = OpTypeVector %f32 3
+%f64vec3 = OpTypeVector %f64 3
+%boolvec4 = OpTypeVector %bool 4
+%u32vec4 = OpTypeVector %u32 4
+%u64vec4 = OpTypeVector %u64 4
+%s32vec4 = OpTypeVector %s32 4
+%f32vec4 = OpTypeVector %f32 4
+%f64vec4 = OpTypeVector %f64 4
+
+%f32_0 = OpConstant %f32 0
+%f32_1 = OpConstant %f32 1
+%f32_2 = OpConstant %f32 2
+%f32_3 = OpConstant %f32 3
+%f32_4 = OpConstant %f32 4
+%f32_pi = OpConstant %f32 3.14159
+
+%s32_0 = OpConstant %s32 0
+%s32_1 = OpConstant %s32 1
+%s32_2 = OpConstant %s32 2
+%s32_3 = OpConstant %s32 3
+%s32_4 = OpConstant %s32 4
+%s32_m1 = OpConstant %s32 -1
+
+%u32_0 = OpConstant %u32 0
+%u32_1 = OpConstant %u32 1
+%u32_2 = OpConstant %u32 2
+%u32_3 = OpConstant %u32 3
+%u32_4 = OpConstant %u32 4
+
+%f64_0 = OpConstant %f64 0
+%f64_1 = OpConstant %f64 1
+%f64_2 = OpConstant %f64 2
+%f64_3 = OpConstant %f64 3
+%f64_4 = OpConstant %f64 4
+
+%s64_0 = OpConstant %s64 0
+%s64_1 = OpConstant %s64 1
+%s64_2 = OpConstant %s64 2
+%s64_3 = OpConstant %s64 3
+%s64_4 = OpConstant %s64 4
+%s64_m1 = OpConstant %s64 -1
+
+%u64_0 = OpConstant %u64 0
+%u64_1 = OpConstant %u64 1
+%u64_2 = OpConstant %u64 2
+%u64_3 = OpConstant %u64 3
+%u64_4 = OpConstant %u64 4
+
+%u32vec2_01 = OpConstantComposite %u32vec2 %u32_0 %u32_1
+%u32vec2_12 = OpConstantComposite %u32vec2 %u32_1 %u32_2
+%u32vec3_012 = OpConstantComposite %u32vec3 %u32_0 %u32_1 %u32_2
+%u32vec3_123 = OpConstantComposite %u32vec3 %u32_1 %u32_2 %u32_3
+%u32vec4_0123 = OpConstantComposite %u32vec4 %u32_0 %u32_1 %u32_2 %u32_3
+%u32vec4_1234 = OpConstantComposite %u32vec4 %u32_1 %u32_2 %u32_3 %u32_4
+
+%s32vec2_01 = OpConstantComposite %s32vec2 %s32_0 %s32_1
+%s32vec2_12 = OpConstantComposite %s32vec2 %s32_1 %s32_2
+%s32vec3_012 = OpConstantComposite %s32vec3 %s32_0 %s32_1 %s32_2
+%s32vec3_123 = OpConstantComposite %s32vec3 %s32_1 %s32_2 %s32_3
+%s32vec4_0123 = OpConstantComposite %s32vec4 %s32_0 %s32_1 %s32_2 %s32_3
+%s32vec4_1234 = OpConstantComposite %s32vec4 %s32_1 %s32_2 %s32_3 %s32_4
+
+%f32vec2_01 = OpConstantComposite %f32vec2 %f32_0 %f32_1
+%f32vec2_12 = OpConstantComposite %f32vec2 %f32_1 %f32_2
+%f32vec3_012 = OpConstantComposite %f32vec3 %f32_0 %f32_1 %f32_2
+%f32vec3_123 = OpConstantComposite %f32vec3 %f32_1 %f32_2 %f32_3
+%f32vec4_0123 = OpConstantComposite %f32vec4 %f32_0 %f32_1 %f32_2 %f32_3
+%f32vec4_1234 = OpConstantComposite %f32vec4 %f32_1 %f32_2 %f32_3 %f32_4
+
+%f64vec2_01 = OpConstantComposite %f64vec2 %f64_0 %f64_1
+%f64vec2_12 = OpConstantComposite %f64vec2 %f64_1 %f64_2
+%f64vec3_012 = OpConstantComposite %f64vec3 %f64_0 %f64_1 %f64_2
+%f64vec3_123 = OpConstantComposite %f64vec3 %f64_1 %f64_2 %f64_3
+%f64vec4_0123 = OpConstantComposite %f64vec4 %f64_0 %f64_1 %f64_2 %f64_3
+%f64vec4_1234 = OpConstantComposite %f64vec4 %f64_1 %f64_2 %f64_3 %f64_4
+
+%main = OpFunction %void None %func
+%main_entry = OpLabel)";
+
+  const std::string suffix =
+R"(
+OpReturn
+OpFunctionEnd)";
+
+  return prefix + main_body + suffix;
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, F32Success) {
+  const std::string body = R"(
+%val1 = OpFMul %f32 %f32_0 %f32_1
+%val2 = OpFSub %f32 %f32_2 %f32_0
+%val3 = OpFAdd %f32 %val1 %val2
+%val4 = OpFNegate %f32 %val3
+%val5 = OpFDiv %f32 %val4 %val1
+%val6 = OpFRem %f32 %val4 %f32_2
+%val7 = OpFMod %f32 %val4 %f32_2
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_SUCCESS, ValidateInstructions());
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, F64Success) {
+  const std::string body = R"(
+%val1 = OpFMul %f64 %f64_0 %f64_1
+%val2 = OpFSub %f64 %f64_2 %f64_0
+%val3 = OpFAdd %f64 %val1 %val2
+%val4 = OpFNegate %f64 %val3
+%val5 = OpFDiv %f64 %val4 %val1
+%val6 = OpFRem %f64 %val4 %f64_2
+%val7 = OpFMod %f64 %val4 %f64_2
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_SUCCESS, ValidateInstructions());
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, Int32Success) {
+  const std::string body = R"(
+%val1 = OpIMul %u32 %s32_0 %u32_1
+%val2 = OpIMul %s32 %s32_2 %u32_1
+%val3 = OpIAdd %u32 %val1 %val2
+%val4 = OpIAdd %s32 %val1 %val2
+%val5 = OpISub %u32 %val3 %val4
+%val6 = OpISub %s32 %val4 %val3
+%val7 = OpSDiv %s32 %val4 %val3
+%val8 = OpSNegate %s32 %val7
+%val9 = OpSRem %s32 %val4 %val3
+%val10 = OpSMod %s32 %val4 %val3
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_SUCCESS, ValidateInstructions());
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, Int64Success) {
+  const std::string body = R"(
+%val1 = OpIMul %u64 %s64_0 %u64_1
+%val2 = OpIMul %s64 %s64_2 %u64_1
+%val3 = OpIAdd %u64 %val1 %val2
+%val4 = OpIAdd %s64 %val1 %val2
+%val5 = OpISub %u64 %val3 %val4
+%val6 = OpISub %s64 %val4 %val3
+%val7 = OpSDiv %s64 %val4 %val3
+%val8 = OpSNegate %s64 %val7
+%val9 = OpSRem %s64 %val4 %val3
+%val10 = OpSMod %s64 %val4 %val3
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_SUCCESS, ValidateInstructions());
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, F32Vec2Success) {
+  const std::string body = R"(
+%val1 = OpFMul %f32vec2 %f32vec2_01 %f32vec2_12
+%val2 = OpFSub %f32vec2 %f32vec2_12 %f32vec2_01
+%val3 = OpFAdd %f32vec2 %val1 %val2
+%val4 = OpFNegate %f32vec2 %val3
+%val5 = OpFDiv %f32vec2 %val4 %val1
+%val6 = OpFRem %f32vec2 %val4 %f32vec2_12
+%val7 = OpFMod %f32vec2 %val4 %f32vec2_12
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_SUCCESS, ValidateInstructions());
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, F64Vec2Success) {
+  const std::string body = R"(
+%val1 = OpFMul %f64vec2 %f64vec2_01 %f64vec2_12
+%val2 = OpFSub %f64vec2 %f64vec2_12 %f64vec2_01
+%val3 = OpFAdd %f64vec2 %val1 %val2
+%val4 = OpFNegate %f64vec2 %val3
+%val5 = OpFDiv %f64vec2 %val4 %val1
+%val6 = OpFRem %f64vec2 %val4 %f64vec2_12
+%val7 = OpFMod %f64vec2 %val4 %f64vec2_12
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_SUCCESS, ValidateInstructions());
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, U32Vec2Success) {
+  const std::string body = R"(
+%val1 = OpIMul %u32vec2 %u32vec2_01 %u32vec2_12
+%val2 = OpISub %u32vec2 %u32vec2_12 %u32vec2_01
+%val3 = OpIAdd %u32vec2 %val1 %val2
+%val4 = OpSNegate %u32vec2 %val3
+%val5 = OpSDiv %u32vec2 %val4 %val1
+%val6 = OpSRem %u32vec2 %val4 %u32vec2_12
+%val7 = OpSMod %u32vec2 %val4 %u32vec2_12
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_SUCCESS, ValidateInstructions());
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, FNegateTypeIdU32) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpFNegate %u32 %u32_0
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected floating scalar or vector type as type_id: FNegate"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, FNegateTypeIdVec2U32) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpFNegate %u32vec2 %u32vec2_01
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected floating scalar or vector type as type_id: FNegate"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, FNegateWrongOperand) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpFNegate %f32 %u32_0
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected arithmetic operands to have type type_id: "
+      "FNegate operand index 2"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, FMulTypeIdU32) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpFMul %u32 %u32_0 %u32_1
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected floating scalar or vector type as type_id: FMul"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, FMulTypeIdVec2U32) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpFMul %u32vec2 %u32vec2_01 %u32vec2_12
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected floating scalar or vector type as type_id: FMul"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, FMulWrongOperand1) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpFMul %f32 %u32_0 %f32_1
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected arithmetic operands to have type type_id: "
+      "FMul operand index 2"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, FMulWrongOperand2) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpFMul %f32 %f32_0 %u32_1
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected arithmetic operands to have type type_id: "
+      "FMul operand index 3"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, FMulWrongVectorOperand1) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpFMul %f64vec3 %f32vec3_123 %f64vec3_012
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected arithmetic operands to have type type_id: "
+      "FMul operand index 2"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, FMulWrongVectorOperand2) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpFMul %f32vec3 %f32vec3_123 %f64vec3_012
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected arithmetic operands to have type type_id: "
+      "FMul operand index 3"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, IMulFloatTypeId) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpIMul %f32 %u32_0 %s32_1
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected int scalar or vector type as type_id: IMul"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, IMulFloatOperand1) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpIMul %u32 %f32_0 %s32_1
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected int scalar or vector type as operand: "
+      "IMul operand index 2"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, IMulFloatOperand2) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpIMul %u32 %s32_0 %f32_1
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected int scalar or vector type as operand: "
+      "IMul operand index 3"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, IMulWrongBitWidthOperand1) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpIMul %u64 %u32_0 %s64_1
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected arithmetic operands to have the same bit width "
+      "as type_id: IMul operand index 2"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, IMulWrongBitWidthOperand2) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpIMul %u32 %u32_0 %s64_1
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected arithmetic operands to have the same bit width "
+      "as type_id: IMul operand index 3"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, IMulWrongBitWidthVector) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpIMul %u64vec3 %u32vec3_012 %u32vec3_123
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected arithmetic operands to have the same bit width "
+      "as type_id: IMul operand index 2"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, IMulVectorScalarOperand1) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpIMul %u32vec2 %u32_0 %u32vec2_01
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected arithmetic operands to have the same dimension "
+      "as type_id: IMul operand index 2"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, IMulVectorScalarOperand2) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpIMul %u32vec2 %u32vec2_01 %u32_0
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected arithmetic operands to have the same dimension "
+      "as type_id: IMul operand index 3"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, IMulScalarVectorOperand1) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpIMul %s32 %u32vec2_01 %u32_0
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected arithmetic operands to have the same dimension "
+      "as type_id: IMul operand index 2"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, IMulScalarVectorOperand2) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpIMul %u32 %u32_0 %s32vec2_01
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected arithmetic operands to have the same dimension "
+      "as type_id: IMul operand index 3"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, SNegateFloat) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpSNegate %s32 %f32_1
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected int scalar or vector type as operand: "
+      "SNegate operand index 2"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, UDivFloatType) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpUDiv %f32 %u32_2 %u32_1
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected unsigned int scalar or vector type as type_id: UDiv"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, UDivSignedIntType) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpUDiv %s32 %u32_2 %u32_1
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected unsigned int scalar or vector type as type_id: UDiv"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, UDivWrongOperand1) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpUDiv %u64 %f64_2 %u64_1
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected arithmetic operands to have type type_id: "
+      "UDiv operand index 2"));
+}
+
+TEST_F(ValidateArithmetics, UDivWrongOperand2) {
+  const std::string body = R"(
+%val = OpUDiv %u64 %u64_2 %u32_1
+)";
+
+  CompileSuccessfully(GenerateCode(body).c_str());
+  ASSERT_EQ(SPV_ERROR_INVALID_DATA, ValidateInstructions());
+  EXPECT_THAT(getDiagnosticString(), HasSubstr(
+      "Expected arithmetic operands to have type type_id: "
+      "UDiv operand index 3"));
+}
+
+}  // anonymous namespace