106f32e7eSjoerg //= ProgramState.cpp - Path-Sensitive "State" for tracking values --*- C++ -*--=
206f32e7eSjoerg //
306f32e7eSjoerg // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
406f32e7eSjoerg // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
506f32e7eSjoerg // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
606f32e7eSjoerg //
706f32e7eSjoerg //===----------------------------------------------------------------------===//
806f32e7eSjoerg //
906f32e7eSjoerg //  This file implements ProgramState and ProgramStateManager.
1006f32e7eSjoerg //
1106f32e7eSjoerg //===----------------------------------------------------------------------===//
1206f32e7eSjoerg 
1306f32e7eSjoerg #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/ProgramState.h"
1406f32e7eSjoerg #include "clang/Analysis/CFG.h"
1506f32e7eSjoerg #include "clang/Basic/JsonSupport.h"
1606f32e7eSjoerg #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/AnalysisManager.h"
1706f32e7eSjoerg #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/CallEvent.h"
1806f32e7eSjoerg #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/DynamicType.h"
19*13fbcb42Sjoerg #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/ExprEngine.h"
2006f32e7eSjoerg #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/ProgramStateTrait.h"
2106f32e7eSjoerg #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
2206f32e7eSjoerg 
2306f32e7eSjoerg using namespace clang;
2406f32e7eSjoerg using namespace ento;
2506f32e7eSjoerg 
2606f32e7eSjoerg namespace clang { namespace  ento {
2706f32e7eSjoerg /// Increments the number of times this state is referenced.
2806f32e7eSjoerg 
ProgramStateRetain(const ProgramState * state)2906f32e7eSjoerg void ProgramStateRetain(const ProgramState *state) {
3006f32e7eSjoerg   ++const_cast<ProgramState*>(state)->refCount;
3106f32e7eSjoerg }
3206f32e7eSjoerg 
3306f32e7eSjoerg /// Decrement the number of times this state is referenced.
ProgramStateRelease(const ProgramState * state)3406f32e7eSjoerg void ProgramStateRelease(const ProgramState *state) {
3506f32e7eSjoerg   assert(state->refCount > 0);
3606f32e7eSjoerg   ProgramState *s = const_cast<ProgramState*>(state);
3706f32e7eSjoerg   if (--s->refCount == 0) {
3806f32e7eSjoerg     ProgramStateManager &Mgr = s->getStateManager();
3906f32e7eSjoerg     Mgr.StateSet.RemoveNode(s);
4006f32e7eSjoerg     s->~ProgramState();
4106f32e7eSjoerg     Mgr.freeStates.push_back(s);
4206f32e7eSjoerg   }
4306f32e7eSjoerg }
4406f32e7eSjoerg }}
4506f32e7eSjoerg 
ProgramState(ProgramStateManager * mgr,const Environment & env,StoreRef st,GenericDataMap gdm)4606f32e7eSjoerg ProgramState::ProgramState(ProgramStateManager *mgr, const Environment& env,
4706f32e7eSjoerg                  StoreRef st, GenericDataMap gdm)
4806f32e7eSjoerg   : stateMgr(mgr),
4906f32e7eSjoerg     Env(env),
5006f32e7eSjoerg     store(st.getStore()),
5106f32e7eSjoerg     GDM(gdm),
5206f32e7eSjoerg     refCount(0) {
5306f32e7eSjoerg   stateMgr->getStoreManager().incrementReferenceCount(store);
5406f32e7eSjoerg }
5506f32e7eSjoerg 
ProgramState(const ProgramState & RHS)5606f32e7eSjoerg ProgramState::ProgramState(const ProgramState &RHS)
5706f32e7eSjoerg     : llvm::FoldingSetNode(),
5806f32e7eSjoerg       stateMgr(RHS.stateMgr),
5906f32e7eSjoerg       Env(RHS.Env),
6006f32e7eSjoerg       store(RHS.store),
6106f32e7eSjoerg       GDM(RHS.GDM),
6206f32e7eSjoerg       refCount(0) {
6306f32e7eSjoerg   stateMgr->getStoreManager().incrementReferenceCount(store);
6406f32e7eSjoerg }
6506f32e7eSjoerg 
~ProgramState()6606f32e7eSjoerg ProgramState::~ProgramState() {
6706f32e7eSjoerg   if (store)
6806f32e7eSjoerg     stateMgr->getStoreManager().decrementReferenceCount(store);
6906f32e7eSjoerg }
7006f32e7eSjoerg 
getID() const7106f32e7eSjoerg int64_t ProgramState::getID() const {
7206f32e7eSjoerg   return getStateManager().Alloc.identifyKnownAlignedObject<ProgramState>(this);
7306f32e7eSjoerg }
7406f32e7eSjoerg 
ProgramStateManager(ASTContext & Ctx,StoreManagerCreator CreateSMgr,ConstraintManagerCreator CreateCMgr,llvm::BumpPtrAllocator & alloc,ExprEngine * ExprEng)7506f32e7eSjoerg ProgramStateManager::ProgramStateManager(ASTContext &Ctx,
7606f32e7eSjoerg                                          StoreManagerCreator CreateSMgr,
7706f32e7eSjoerg                                          ConstraintManagerCreator CreateCMgr,
7806f32e7eSjoerg                                          llvm::BumpPtrAllocator &alloc,
79*13fbcb42Sjoerg                                          ExprEngine *ExprEng)
80*13fbcb42Sjoerg   : Eng(ExprEng), EnvMgr(alloc), GDMFactory(alloc),
8106f32e7eSjoerg     svalBuilder(createSimpleSValBuilder(alloc, Ctx, *this)),
8206f32e7eSjoerg     CallEventMgr(new CallEventManager(alloc)), Alloc(alloc) {
8306f32e7eSjoerg   StoreMgr = (*CreateSMgr)(*this);
84*13fbcb42Sjoerg   ConstraintMgr = (*CreateCMgr)(*this, ExprEng);
8506f32e7eSjoerg }
8606f32e7eSjoerg 
8706f32e7eSjoerg 
~ProgramStateManager()8806f32e7eSjoerg ProgramStateManager::~ProgramStateManager() {
8906f32e7eSjoerg   for (GDMContextsTy::iterator I=GDMContexts.begin(), E=GDMContexts.end();
9006f32e7eSjoerg        I!=E; ++I)
9106f32e7eSjoerg     I->second.second(I->second.first);
9206f32e7eSjoerg }
9306f32e7eSjoerg 
removeDeadBindingsFromEnvironmentAndStore(ProgramStateRef state,const StackFrameContext * LCtx,SymbolReaper & SymReaper)94*13fbcb42Sjoerg ProgramStateRef ProgramStateManager::removeDeadBindingsFromEnvironmentAndStore(
95*13fbcb42Sjoerg     ProgramStateRef state, const StackFrameContext *LCtx,
9606f32e7eSjoerg     SymbolReaper &SymReaper) {
9706f32e7eSjoerg 
9806f32e7eSjoerg   // This code essentially performs a "mark-and-sweep" of the VariableBindings.
9906f32e7eSjoerg   // The roots are any Block-level exprs and Decls that our liveness algorithm
10006f32e7eSjoerg   // tells us are live.  We then see what Decls they may reference, and keep
10106f32e7eSjoerg   // those around.  This code more than likely can be made faster, and the
10206f32e7eSjoerg   // frequency of which this method is called should be experimented with
10306f32e7eSjoerg   // for optimum performance.
10406f32e7eSjoerg   ProgramState NewState = *state;
10506f32e7eSjoerg 
10606f32e7eSjoerg   NewState.Env = EnvMgr.removeDeadBindings(NewState.Env, SymReaper, state);
10706f32e7eSjoerg 
10806f32e7eSjoerg   // Clean up the store.
10906f32e7eSjoerg   StoreRef newStore = StoreMgr->removeDeadBindings(NewState.getStore(), LCtx,
11006f32e7eSjoerg                                                    SymReaper);
11106f32e7eSjoerg   NewState.setStore(newStore);
11206f32e7eSjoerg   SymReaper.setReapedStore(newStore);
11306f32e7eSjoerg 
114*13fbcb42Sjoerg   return getPersistentState(NewState);
11506f32e7eSjoerg }
11606f32e7eSjoerg 
bindLoc(Loc LV,SVal V,const LocationContext * LCtx,bool notifyChanges) const11706f32e7eSjoerg ProgramStateRef ProgramState::bindLoc(Loc LV,
11806f32e7eSjoerg                                       SVal V,
11906f32e7eSjoerg                                       const LocationContext *LCtx,
12006f32e7eSjoerg                                       bool notifyChanges) const {
12106f32e7eSjoerg   ProgramStateManager &Mgr = getStateManager();
12206f32e7eSjoerg   ProgramStateRef newState = makeWithStore(Mgr.StoreMgr->Bind(getStore(),
12306f32e7eSjoerg                                                              LV, V));
12406f32e7eSjoerg   const MemRegion *MR = LV.getAsRegion();
12506f32e7eSjoerg   if (MR && notifyChanges)
12606f32e7eSjoerg     return Mgr.getOwningEngine().processRegionChange(newState, MR, LCtx);
12706f32e7eSjoerg 
12806f32e7eSjoerg   return newState;
12906f32e7eSjoerg }
13006f32e7eSjoerg 
13106f32e7eSjoerg ProgramStateRef
bindDefaultInitial(SVal loc,SVal V,const LocationContext * LCtx) const13206f32e7eSjoerg ProgramState::bindDefaultInitial(SVal loc, SVal V,
13306f32e7eSjoerg                                  const LocationContext *LCtx) const {
13406f32e7eSjoerg   ProgramStateManager &Mgr = getStateManager();
13506f32e7eSjoerg   const MemRegion *R = loc.castAs<loc::MemRegionVal>().getRegion();
13606f32e7eSjoerg   const StoreRef &newStore = Mgr.StoreMgr->BindDefaultInitial(getStore(), R, V);
13706f32e7eSjoerg   ProgramStateRef new_state = makeWithStore(newStore);
13806f32e7eSjoerg   return Mgr.getOwningEngine().processRegionChange(new_state, R, LCtx);
13906f32e7eSjoerg }
14006f32e7eSjoerg 
14106f32e7eSjoerg ProgramStateRef
bindDefaultZero(SVal loc,const LocationContext * LCtx) const14206f32e7eSjoerg ProgramState::bindDefaultZero(SVal loc, const LocationContext *LCtx) const {
14306f32e7eSjoerg   ProgramStateManager &Mgr = getStateManager();
14406f32e7eSjoerg   const MemRegion *R = loc.castAs<loc::MemRegionVal>().getRegion();
14506f32e7eSjoerg   const StoreRef &newStore = Mgr.StoreMgr->BindDefaultZero(getStore(), R);
14606f32e7eSjoerg   ProgramStateRef new_state = makeWithStore(newStore);
14706f32e7eSjoerg   return Mgr.getOwningEngine().processRegionChange(new_state, R, LCtx);
14806f32e7eSjoerg }
14906f32e7eSjoerg 
15006f32e7eSjoerg typedef ArrayRef<const MemRegion *> RegionList;
15106f32e7eSjoerg typedef ArrayRef<SVal> ValueList;
15206f32e7eSjoerg 
15306f32e7eSjoerg ProgramStateRef
invalidateRegions(RegionList Regions,const Expr * E,unsigned Count,const LocationContext * LCtx,bool CausedByPointerEscape,InvalidatedSymbols * IS,const CallEvent * Call,RegionAndSymbolInvalidationTraits * ITraits) const15406f32e7eSjoerg ProgramState::invalidateRegions(RegionList Regions,
15506f32e7eSjoerg                              const Expr *E, unsigned Count,
15606f32e7eSjoerg                              const LocationContext *LCtx,
15706f32e7eSjoerg                              bool CausedByPointerEscape,
15806f32e7eSjoerg                              InvalidatedSymbols *IS,
15906f32e7eSjoerg                              const CallEvent *Call,
16006f32e7eSjoerg                              RegionAndSymbolInvalidationTraits *ITraits) const {
16106f32e7eSjoerg   SmallVector<SVal, 8> Values;
16206f32e7eSjoerg   for (RegionList::const_iterator I = Regions.begin(),
16306f32e7eSjoerg                                   End = Regions.end(); I != End; ++I)
16406f32e7eSjoerg     Values.push_back(loc::MemRegionVal(*I));
16506f32e7eSjoerg 
16606f32e7eSjoerg   return invalidateRegionsImpl(Values, E, Count, LCtx, CausedByPointerEscape,
16706f32e7eSjoerg                                IS, ITraits, Call);
16806f32e7eSjoerg }
16906f32e7eSjoerg 
17006f32e7eSjoerg ProgramStateRef
invalidateRegions(ValueList Values,const Expr * E,unsigned Count,const LocationContext * LCtx,bool CausedByPointerEscape,InvalidatedSymbols * IS,const CallEvent * Call,RegionAndSymbolInvalidationTraits * ITraits) const17106f32e7eSjoerg ProgramState::invalidateRegions(ValueList Values,
17206f32e7eSjoerg                              const Expr *E, unsigned Count,
17306f32e7eSjoerg                              const LocationContext *LCtx,
17406f32e7eSjoerg                              bool CausedByPointerEscape,
17506f32e7eSjoerg                              InvalidatedSymbols *IS,
17606f32e7eSjoerg                              const CallEvent *Call,
17706f32e7eSjoerg                              RegionAndSymbolInvalidationTraits *ITraits) const {
17806f32e7eSjoerg 
17906f32e7eSjoerg   return invalidateRegionsImpl(Values, E, Count, LCtx, CausedByPointerEscape,
18006f32e7eSjoerg                                IS, ITraits, Call);
18106f32e7eSjoerg }
18206f32e7eSjoerg 
18306f32e7eSjoerg ProgramStateRef
invalidateRegionsImpl(ValueList Values,const Expr * E,unsigned Count,const LocationContext * LCtx,bool CausedByPointerEscape,InvalidatedSymbols * IS,RegionAndSymbolInvalidationTraits * ITraits,const CallEvent * Call) const18406f32e7eSjoerg ProgramState::invalidateRegionsImpl(ValueList Values,
18506f32e7eSjoerg                                     const Expr *E, unsigned Count,
18606f32e7eSjoerg                                     const LocationContext *LCtx,
18706f32e7eSjoerg                                     bool CausedByPointerEscape,
18806f32e7eSjoerg                                     InvalidatedSymbols *IS,
18906f32e7eSjoerg                                     RegionAndSymbolInvalidationTraits *ITraits,
19006f32e7eSjoerg                                     const CallEvent *Call) const {
19106f32e7eSjoerg   ProgramStateManager &Mgr = getStateManager();
192*13fbcb42Sjoerg   ExprEngine &Eng = Mgr.getOwningEngine();
19306f32e7eSjoerg 
19406f32e7eSjoerg   InvalidatedSymbols InvalidatedSyms;
19506f32e7eSjoerg   if (!IS)
19606f32e7eSjoerg     IS = &InvalidatedSyms;
19706f32e7eSjoerg 
19806f32e7eSjoerg   RegionAndSymbolInvalidationTraits ITraitsLocal;
19906f32e7eSjoerg   if (!ITraits)
20006f32e7eSjoerg     ITraits = &ITraitsLocal;
20106f32e7eSjoerg 
20206f32e7eSjoerg   StoreManager::InvalidatedRegions TopLevelInvalidated;
20306f32e7eSjoerg   StoreManager::InvalidatedRegions Invalidated;
20406f32e7eSjoerg   const StoreRef &newStore
20506f32e7eSjoerg   = Mgr.StoreMgr->invalidateRegions(getStore(), Values, E, Count, LCtx, Call,
20606f32e7eSjoerg                                     *IS, *ITraits, &TopLevelInvalidated,
20706f32e7eSjoerg                                     &Invalidated);
20806f32e7eSjoerg 
20906f32e7eSjoerg   ProgramStateRef newState = makeWithStore(newStore);
21006f32e7eSjoerg 
21106f32e7eSjoerg   if (CausedByPointerEscape) {
21206f32e7eSjoerg     newState = Eng.notifyCheckersOfPointerEscape(newState, IS,
21306f32e7eSjoerg                                                  TopLevelInvalidated,
21406f32e7eSjoerg                                                  Call,
21506f32e7eSjoerg                                                  *ITraits);
21606f32e7eSjoerg   }
21706f32e7eSjoerg 
21806f32e7eSjoerg   return Eng.processRegionChanges(newState, IS, TopLevelInvalidated,
21906f32e7eSjoerg                                   Invalidated, LCtx, Call);
22006f32e7eSjoerg }
22106f32e7eSjoerg 
killBinding(Loc LV) const22206f32e7eSjoerg ProgramStateRef ProgramState::killBinding(Loc LV) const {
22306f32e7eSjoerg   assert(!LV.getAs<loc::MemRegionVal>() && "Use invalidateRegion instead.");
22406f32e7eSjoerg 
22506f32e7eSjoerg   Store OldStore = getStore();
22606f32e7eSjoerg   const StoreRef &newStore =
22706f32e7eSjoerg     getStateManager().StoreMgr->killBinding(OldStore, LV);
22806f32e7eSjoerg 
22906f32e7eSjoerg   if (newStore.getStore() == OldStore)
23006f32e7eSjoerg     return this;
23106f32e7eSjoerg 
23206f32e7eSjoerg   return makeWithStore(newStore);
23306f32e7eSjoerg }
23406f32e7eSjoerg 
23506f32e7eSjoerg ProgramStateRef
enterStackFrame(const CallEvent & Call,const StackFrameContext * CalleeCtx) const23606f32e7eSjoerg ProgramState::enterStackFrame(const CallEvent &Call,
23706f32e7eSjoerg                               const StackFrameContext *CalleeCtx) const {
23806f32e7eSjoerg   const StoreRef &NewStore =
23906f32e7eSjoerg     getStateManager().StoreMgr->enterStackFrame(getStore(), Call, CalleeCtx);
24006f32e7eSjoerg   return makeWithStore(NewStore);
24106f32e7eSjoerg }
24206f32e7eSjoerg 
getSelfSVal(const LocationContext * LCtx) const243*13fbcb42Sjoerg SVal ProgramState::getSelfSVal(const LocationContext *LCtx) const {
244*13fbcb42Sjoerg   const ImplicitParamDecl *SelfDecl = LCtx->getSelfDecl();
245*13fbcb42Sjoerg   if (!SelfDecl)
246*13fbcb42Sjoerg     return SVal();
247*13fbcb42Sjoerg   return getSVal(getRegion(SelfDecl, LCtx));
248*13fbcb42Sjoerg }
249*13fbcb42Sjoerg 
getSValAsScalarOrLoc(const MemRegion * R) const25006f32e7eSjoerg SVal ProgramState::getSValAsScalarOrLoc(const MemRegion *R) const {
25106f32e7eSjoerg   // We only want to do fetches from regions that we can actually bind
25206f32e7eSjoerg   // values.  For example, SymbolicRegions of type 'id<...>' cannot
25306f32e7eSjoerg   // have direct bindings (but their can be bindings on their subregions).
25406f32e7eSjoerg   if (!R->isBoundable())
25506f32e7eSjoerg     return UnknownVal();
25606f32e7eSjoerg 
25706f32e7eSjoerg   if (const TypedValueRegion *TR = dyn_cast<TypedValueRegion>(R)) {
25806f32e7eSjoerg     QualType T = TR->getValueType();
25906f32e7eSjoerg     if (Loc::isLocType(T) || T->isIntegralOrEnumerationType())
26006f32e7eSjoerg       return getSVal(R);
26106f32e7eSjoerg   }
26206f32e7eSjoerg 
26306f32e7eSjoerg   return UnknownVal();
26406f32e7eSjoerg }
26506f32e7eSjoerg 
getSVal(Loc location,QualType T) const26606f32e7eSjoerg SVal ProgramState::getSVal(Loc location, QualType T) const {
26706f32e7eSjoerg   SVal V = getRawSVal(location, T);
26806f32e7eSjoerg 
26906f32e7eSjoerg   // If 'V' is a symbolic value that is *perfectly* constrained to
27006f32e7eSjoerg   // be a constant value, use that value instead to lessen the burden
27106f32e7eSjoerg   // on later analysis stages (so we have less symbolic values to reason
27206f32e7eSjoerg   // about).
27306f32e7eSjoerg   // We only go into this branch if we can convert the APSInt value we have
27406f32e7eSjoerg   // to the type of T, which is not always the case (e.g. for void).
27506f32e7eSjoerg   if (!T.isNull() && (T->isIntegralOrEnumerationType() || Loc::isLocType(T))) {
27606f32e7eSjoerg     if (SymbolRef sym = V.getAsSymbol()) {
27706f32e7eSjoerg       if (const llvm::APSInt *Int = getStateManager()
27806f32e7eSjoerg                                     .getConstraintManager()
27906f32e7eSjoerg                                     .getSymVal(this, sym)) {
28006f32e7eSjoerg         // FIXME: Because we don't correctly model (yet) sign-extension
28106f32e7eSjoerg         // and truncation of symbolic values, we need to convert
28206f32e7eSjoerg         // the integer value to the correct signedness and bitwidth.
28306f32e7eSjoerg         //
28406f32e7eSjoerg         // This shows up in the following:
28506f32e7eSjoerg         //
28606f32e7eSjoerg         //   char foo();
28706f32e7eSjoerg         //   unsigned x = foo();
28806f32e7eSjoerg         //   if (x == 54)
28906f32e7eSjoerg         //     ...
29006f32e7eSjoerg         //
29106f32e7eSjoerg         //  The symbolic value stored to 'x' is actually the conjured
29206f32e7eSjoerg         //  symbol for the call to foo(); the type of that symbol is 'char',
29306f32e7eSjoerg         //  not unsigned.
29406f32e7eSjoerg         const llvm::APSInt &NewV = getBasicVals().Convert(T, *Int);
29506f32e7eSjoerg 
29606f32e7eSjoerg         if (V.getAs<Loc>())
29706f32e7eSjoerg           return loc::ConcreteInt(NewV);
29806f32e7eSjoerg         else
29906f32e7eSjoerg           return nonloc::ConcreteInt(NewV);
30006f32e7eSjoerg       }
30106f32e7eSjoerg     }
30206f32e7eSjoerg   }
30306f32e7eSjoerg 
30406f32e7eSjoerg   return V;
30506f32e7eSjoerg }
30606f32e7eSjoerg 
BindExpr(const Stmt * S,const LocationContext * LCtx,SVal V,bool Invalidate) const30706f32e7eSjoerg ProgramStateRef ProgramState::BindExpr(const Stmt *S,
30806f32e7eSjoerg                                            const LocationContext *LCtx,
30906f32e7eSjoerg                                            SVal V, bool Invalidate) const{
31006f32e7eSjoerg   Environment NewEnv =
31106f32e7eSjoerg     getStateManager().EnvMgr.bindExpr(Env, EnvironmentEntry(S, LCtx), V,
31206f32e7eSjoerg                                       Invalidate);
31306f32e7eSjoerg   if (NewEnv == Env)
31406f32e7eSjoerg     return this;
31506f32e7eSjoerg 
31606f32e7eSjoerg   ProgramState NewSt = *this;
31706f32e7eSjoerg   NewSt.Env = NewEnv;
31806f32e7eSjoerg   return getStateManager().getPersistentState(NewSt);
31906f32e7eSjoerg }
32006f32e7eSjoerg 
assumeInBound(DefinedOrUnknownSVal Idx,DefinedOrUnknownSVal UpperBound,bool Assumption,QualType indexTy) const32106f32e7eSjoerg ProgramStateRef ProgramState::assumeInBound(DefinedOrUnknownSVal Idx,
32206f32e7eSjoerg                                       DefinedOrUnknownSVal UpperBound,
32306f32e7eSjoerg                                       bool Assumption,
32406f32e7eSjoerg                                       QualType indexTy) const {
32506f32e7eSjoerg   if (Idx.isUnknown() || UpperBound.isUnknown())
32606f32e7eSjoerg     return this;
32706f32e7eSjoerg 
32806f32e7eSjoerg   // Build an expression for 0 <= Idx < UpperBound.
32906f32e7eSjoerg   // This is the same as Idx + MIN < UpperBound + MIN, if overflow is allowed.
33006f32e7eSjoerg   // FIXME: This should probably be part of SValBuilder.
33106f32e7eSjoerg   ProgramStateManager &SM = getStateManager();
33206f32e7eSjoerg   SValBuilder &svalBuilder = SM.getSValBuilder();
33306f32e7eSjoerg   ASTContext &Ctx = svalBuilder.getContext();
33406f32e7eSjoerg 
33506f32e7eSjoerg   // Get the offset: the minimum value of the array index type.
33606f32e7eSjoerg   BasicValueFactory &BVF = svalBuilder.getBasicValueFactory();
33706f32e7eSjoerg   if (indexTy.isNull())
33806f32e7eSjoerg     indexTy = svalBuilder.getArrayIndexType();
33906f32e7eSjoerg   nonloc::ConcreteInt Min(BVF.getMinValue(indexTy));
34006f32e7eSjoerg 
34106f32e7eSjoerg   // Adjust the index.
34206f32e7eSjoerg   SVal newIdx = svalBuilder.evalBinOpNN(this, BO_Add,
34306f32e7eSjoerg                                         Idx.castAs<NonLoc>(), Min, indexTy);
34406f32e7eSjoerg   if (newIdx.isUnknownOrUndef())
34506f32e7eSjoerg     return this;
34606f32e7eSjoerg 
34706f32e7eSjoerg   // Adjust the upper bound.
34806f32e7eSjoerg   SVal newBound =
34906f32e7eSjoerg     svalBuilder.evalBinOpNN(this, BO_Add, UpperBound.castAs<NonLoc>(),
35006f32e7eSjoerg                             Min, indexTy);
35106f32e7eSjoerg 
35206f32e7eSjoerg   if (newBound.isUnknownOrUndef())
35306f32e7eSjoerg     return this;
35406f32e7eSjoerg 
35506f32e7eSjoerg   // Build the actual comparison.
35606f32e7eSjoerg   SVal inBound = svalBuilder.evalBinOpNN(this, BO_LT, newIdx.castAs<NonLoc>(),
35706f32e7eSjoerg                                          newBound.castAs<NonLoc>(), Ctx.IntTy);
35806f32e7eSjoerg   if (inBound.isUnknownOrUndef())
35906f32e7eSjoerg     return this;
36006f32e7eSjoerg 
36106f32e7eSjoerg   // Finally, let the constraint manager take care of it.
36206f32e7eSjoerg   ConstraintManager &CM = SM.getConstraintManager();
36306f32e7eSjoerg   return CM.assume(this, inBound.castAs<DefinedSVal>(), Assumption);
36406f32e7eSjoerg }
36506f32e7eSjoerg 
isNonNull(SVal V) const36606f32e7eSjoerg ConditionTruthVal ProgramState::isNonNull(SVal V) const {
36706f32e7eSjoerg   ConditionTruthVal IsNull = isNull(V);
36806f32e7eSjoerg   if (IsNull.isUnderconstrained())
36906f32e7eSjoerg     return IsNull;
37006f32e7eSjoerg   return ConditionTruthVal(!IsNull.getValue());
37106f32e7eSjoerg }
37206f32e7eSjoerg 
areEqual(SVal Lhs,SVal Rhs) const37306f32e7eSjoerg ConditionTruthVal ProgramState::areEqual(SVal Lhs, SVal Rhs) const {
37406f32e7eSjoerg   return stateMgr->getSValBuilder().areEqual(this, Lhs, Rhs);
37506f32e7eSjoerg }
37606f32e7eSjoerg 
isNull(SVal V) const37706f32e7eSjoerg ConditionTruthVal ProgramState::isNull(SVal V) const {
37806f32e7eSjoerg   if (V.isZeroConstant())
37906f32e7eSjoerg     return true;
38006f32e7eSjoerg 
38106f32e7eSjoerg   if (V.isConstant())
38206f32e7eSjoerg     return false;
38306f32e7eSjoerg 
38406f32e7eSjoerg   SymbolRef Sym = V.getAsSymbol(/* IncludeBaseRegion */ true);
38506f32e7eSjoerg   if (!Sym)
38606f32e7eSjoerg     return ConditionTruthVal();
38706f32e7eSjoerg 
38806f32e7eSjoerg   return getStateManager().ConstraintMgr->isNull(this, Sym);
38906f32e7eSjoerg }
39006f32e7eSjoerg 
getInitialState(const LocationContext * InitLoc)39106f32e7eSjoerg ProgramStateRef ProgramStateManager::getInitialState(const LocationContext *InitLoc) {
39206f32e7eSjoerg   ProgramState State(this,
39306f32e7eSjoerg                 EnvMgr.getInitialEnvironment(),
39406f32e7eSjoerg                 StoreMgr->getInitialStore(InitLoc),
39506f32e7eSjoerg                 GDMFactory.getEmptyMap());
39606f32e7eSjoerg 
39706f32e7eSjoerg   return getPersistentState(State);
39806f32e7eSjoerg }
39906f32e7eSjoerg 
getPersistentStateWithGDM(ProgramStateRef FromState,ProgramStateRef GDMState)40006f32e7eSjoerg ProgramStateRef ProgramStateManager::getPersistentStateWithGDM(
40106f32e7eSjoerg                                                      ProgramStateRef FromState,
40206f32e7eSjoerg                                                      ProgramStateRef GDMState) {
40306f32e7eSjoerg   ProgramState NewState(*FromState);
40406f32e7eSjoerg   NewState.GDM = GDMState->GDM;
40506f32e7eSjoerg   return getPersistentState(NewState);
40606f32e7eSjoerg }
40706f32e7eSjoerg 
getPersistentState(ProgramState & State)40806f32e7eSjoerg ProgramStateRef ProgramStateManager::getPersistentState(ProgramState &State) {
40906f32e7eSjoerg 
41006f32e7eSjoerg   llvm::FoldingSetNodeID ID;
41106f32e7eSjoerg   State.Profile(ID);
41206f32e7eSjoerg   void *InsertPos;
41306f32e7eSjoerg 
41406f32e7eSjoerg   if (ProgramState *I = StateSet.FindNodeOrInsertPos(ID, InsertPos))
41506f32e7eSjoerg     return I;
41606f32e7eSjoerg 
41706f32e7eSjoerg   ProgramState *newState = nullptr;
41806f32e7eSjoerg   if (!freeStates.empty()) {
41906f32e7eSjoerg     newState = freeStates.back();
42006f32e7eSjoerg     freeStates.pop_back();
42106f32e7eSjoerg   }
42206f32e7eSjoerg   else {
42306f32e7eSjoerg     newState = (ProgramState*) Alloc.Allocate<ProgramState>();
42406f32e7eSjoerg   }
42506f32e7eSjoerg   new (newState) ProgramState(State);
42606f32e7eSjoerg   StateSet.InsertNode(newState, InsertPos);
42706f32e7eSjoerg   return newState;
42806f32e7eSjoerg }
42906f32e7eSjoerg 
makeWithStore(const StoreRef & store) const43006f32e7eSjoerg ProgramStateRef ProgramState::makeWithStore(const StoreRef &store) const {
43106f32e7eSjoerg   ProgramState NewSt(*this);
43206f32e7eSjoerg   NewSt.setStore(store);
43306f32e7eSjoerg   return getStateManager().getPersistentState(NewSt);
43406f32e7eSjoerg }
43506f32e7eSjoerg 
setStore(const StoreRef & newStore)43606f32e7eSjoerg void ProgramState::setStore(const StoreRef &newStore) {
43706f32e7eSjoerg   Store newStoreStore = newStore.getStore();
43806f32e7eSjoerg   if (newStoreStore)
43906f32e7eSjoerg     stateMgr->getStoreManager().incrementReferenceCount(newStoreStore);
44006f32e7eSjoerg   if (store)
44106f32e7eSjoerg     stateMgr->getStoreManager().decrementReferenceCount(store);
44206f32e7eSjoerg   store = newStoreStore;
44306f32e7eSjoerg }
44406f32e7eSjoerg 
44506f32e7eSjoerg //===----------------------------------------------------------------------===//
44606f32e7eSjoerg //  State pretty-printing.
44706f32e7eSjoerg //===----------------------------------------------------------------------===//
44806f32e7eSjoerg 
printJson(raw_ostream & Out,const LocationContext * LCtx,const char * NL,unsigned int Space,bool IsDot) const44906f32e7eSjoerg void ProgramState::printJson(raw_ostream &Out, const LocationContext *LCtx,
45006f32e7eSjoerg                              const char *NL, unsigned int Space,
45106f32e7eSjoerg                              bool IsDot) const {
45206f32e7eSjoerg   Indent(Out, Space, IsDot) << "\"program_state\": {" << NL;
45306f32e7eSjoerg   ++Space;
45406f32e7eSjoerg 
45506f32e7eSjoerg   ProgramStateManager &Mgr = getStateManager();
45606f32e7eSjoerg 
45706f32e7eSjoerg   // Print the store.
45806f32e7eSjoerg   Mgr.getStoreManager().printJson(Out, getStore(), NL, Space, IsDot);
45906f32e7eSjoerg 
46006f32e7eSjoerg   // Print out the environment.
46106f32e7eSjoerg   Env.printJson(Out, Mgr.getContext(), LCtx, NL, Space, IsDot);
46206f32e7eSjoerg 
46306f32e7eSjoerg   // Print out the constraints.
46406f32e7eSjoerg   Mgr.getConstraintManager().printJson(Out, this, NL, Space, IsDot);
46506f32e7eSjoerg 
46606f32e7eSjoerg   // Print out the tracked dynamic types.
46706f32e7eSjoerg   printDynamicTypeInfoJson(Out, this, NL, Space, IsDot);
46806f32e7eSjoerg 
46906f32e7eSjoerg   // Print checker-specific data.
47006f32e7eSjoerg   Mgr.getOwningEngine().printJson(Out, this, LCtx, NL, Space, IsDot);
47106f32e7eSjoerg 
47206f32e7eSjoerg   --Space;
47306f32e7eSjoerg   Indent(Out, Space, IsDot) << '}';
47406f32e7eSjoerg }
47506f32e7eSjoerg 
printDOT(raw_ostream & Out,const LocationContext * LCtx,unsigned int Space) const47606f32e7eSjoerg void ProgramState::printDOT(raw_ostream &Out, const LocationContext *LCtx,
47706f32e7eSjoerg                             unsigned int Space) const {
47806f32e7eSjoerg   printJson(Out, LCtx, /*NL=*/"\\l", Space, /*IsDot=*/true);
47906f32e7eSjoerg }
48006f32e7eSjoerg 
dump() const48106f32e7eSjoerg LLVM_DUMP_METHOD void ProgramState::dump() const {
48206f32e7eSjoerg   printJson(llvm::errs());
48306f32e7eSjoerg }
48406f32e7eSjoerg 
getAnalysisManager() const48506f32e7eSjoerg AnalysisManager& ProgramState::getAnalysisManager() const {
48606f32e7eSjoerg   return stateMgr->getOwningEngine().getAnalysisManager();
48706f32e7eSjoerg }
48806f32e7eSjoerg 
48906f32e7eSjoerg //===----------------------------------------------------------------------===//
49006f32e7eSjoerg // Generic Data Map.
49106f32e7eSjoerg //===----------------------------------------------------------------------===//
49206f32e7eSjoerg 
FindGDM(void * K) const49306f32e7eSjoerg void *const* ProgramState::FindGDM(void *K) const {
49406f32e7eSjoerg   return GDM.lookup(K);
49506f32e7eSjoerg }
49606f32e7eSjoerg 
49706f32e7eSjoerg void*
FindGDMContext(void * K,void * (* CreateContext)(llvm::BumpPtrAllocator &),void (* DeleteContext)(void *))49806f32e7eSjoerg ProgramStateManager::FindGDMContext(void *K,
49906f32e7eSjoerg                                void *(*CreateContext)(llvm::BumpPtrAllocator&),
50006f32e7eSjoerg                                void (*DeleteContext)(void*)) {
50106f32e7eSjoerg 
50206f32e7eSjoerg   std::pair<void*, void (*)(void*)>& p = GDMContexts[K];
50306f32e7eSjoerg   if (!p.first) {
50406f32e7eSjoerg     p.first = CreateContext(Alloc);
50506f32e7eSjoerg     p.second = DeleteContext;
50606f32e7eSjoerg   }
50706f32e7eSjoerg 
50806f32e7eSjoerg   return p.first;
50906f32e7eSjoerg }
51006f32e7eSjoerg 
addGDM(ProgramStateRef St,void * Key,void * Data)51106f32e7eSjoerg ProgramStateRef ProgramStateManager::addGDM(ProgramStateRef St, void *Key, void *Data){
51206f32e7eSjoerg   ProgramState::GenericDataMap M1 = St->getGDM();
51306f32e7eSjoerg   ProgramState::GenericDataMap M2 = GDMFactory.add(M1, Key, Data);
51406f32e7eSjoerg 
51506f32e7eSjoerg   if (M1 == M2)
51606f32e7eSjoerg     return St;
51706f32e7eSjoerg 
51806f32e7eSjoerg   ProgramState NewSt = *St;
51906f32e7eSjoerg   NewSt.GDM = M2;
52006f32e7eSjoerg   return getPersistentState(NewSt);
52106f32e7eSjoerg }
52206f32e7eSjoerg 
removeGDM(ProgramStateRef state,void * Key)52306f32e7eSjoerg ProgramStateRef ProgramStateManager::removeGDM(ProgramStateRef state, void *Key) {
52406f32e7eSjoerg   ProgramState::GenericDataMap OldM = state->getGDM();
52506f32e7eSjoerg   ProgramState::GenericDataMap NewM = GDMFactory.remove(OldM, Key);
52606f32e7eSjoerg 
52706f32e7eSjoerg   if (NewM == OldM)
52806f32e7eSjoerg     return state;
52906f32e7eSjoerg 
53006f32e7eSjoerg   ProgramState NewState = *state;
53106f32e7eSjoerg   NewState.GDM = NewM;
53206f32e7eSjoerg   return getPersistentState(NewState);
53306f32e7eSjoerg }
53406f32e7eSjoerg 
scan(nonloc::LazyCompoundVal val)53506f32e7eSjoerg bool ScanReachableSymbols::scan(nonloc::LazyCompoundVal val) {
53606f32e7eSjoerg   bool wasVisited = !visited.insert(val.getCVData()).second;
53706f32e7eSjoerg   if (wasVisited)
53806f32e7eSjoerg     return true;
53906f32e7eSjoerg 
54006f32e7eSjoerg   StoreManager &StoreMgr = state->getStateManager().getStoreManager();
54106f32e7eSjoerg   // FIXME: We don't really want to use getBaseRegion() here because pointer
54206f32e7eSjoerg   // arithmetic doesn't apply, but scanReachableSymbols only accepts base
54306f32e7eSjoerg   // regions right now.
54406f32e7eSjoerg   const MemRegion *R = val.getRegion()->getBaseRegion();
54506f32e7eSjoerg   return StoreMgr.scanReachableSymbols(val.getStore(), R, *this);
54606f32e7eSjoerg }
54706f32e7eSjoerg 
scan(nonloc::CompoundVal val)54806f32e7eSjoerg bool ScanReachableSymbols::scan(nonloc::CompoundVal val) {
54906f32e7eSjoerg   for (nonloc::CompoundVal::iterator I=val.begin(), E=val.end(); I!=E; ++I)
55006f32e7eSjoerg     if (!scan(*I))
55106f32e7eSjoerg       return false;
55206f32e7eSjoerg 
55306f32e7eSjoerg   return true;
55406f32e7eSjoerg }
55506f32e7eSjoerg 
scan(const SymExpr * sym)55606f32e7eSjoerg bool ScanReachableSymbols::scan(const SymExpr *sym) {
55706f32e7eSjoerg   for (SymExpr::symbol_iterator SI = sym->symbol_begin(),
55806f32e7eSjoerg                                 SE = sym->symbol_end();
55906f32e7eSjoerg        SI != SE; ++SI) {
56006f32e7eSjoerg     bool wasVisited = !visited.insert(*SI).second;
56106f32e7eSjoerg     if (wasVisited)
56206f32e7eSjoerg       continue;
56306f32e7eSjoerg 
56406f32e7eSjoerg     if (!visitor.VisitSymbol(*SI))
56506f32e7eSjoerg       return false;
56606f32e7eSjoerg   }
56706f32e7eSjoerg 
56806f32e7eSjoerg   return true;
56906f32e7eSjoerg }
57006f32e7eSjoerg 
scan(SVal val)57106f32e7eSjoerg bool ScanReachableSymbols::scan(SVal val) {
57206f32e7eSjoerg   if (Optional<loc::MemRegionVal> X = val.getAs<loc::MemRegionVal>())
57306f32e7eSjoerg     return scan(X->getRegion());
57406f32e7eSjoerg 
57506f32e7eSjoerg   if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> X =
57606f32e7eSjoerg           val.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>())
57706f32e7eSjoerg     return scan(*X);
57806f32e7eSjoerg 
57906f32e7eSjoerg   if (Optional<nonloc::LocAsInteger> X = val.getAs<nonloc::LocAsInteger>())
58006f32e7eSjoerg     return scan(X->getLoc());
58106f32e7eSjoerg 
58206f32e7eSjoerg   if (SymbolRef Sym = val.getAsSymbol())
58306f32e7eSjoerg     return scan(Sym);
58406f32e7eSjoerg 
58506f32e7eSjoerg   if (Optional<nonloc::CompoundVal> X = val.getAs<nonloc::CompoundVal>())
58606f32e7eSjoerg     return scan(*X);
58706f32e7eSjoerg 
58806f32e7eSjoerg   return true;
58906f32e7eSjoerg }
59006f32e7eSjoerg 
scan(const MemRegion * R)59106f32e7eSjoerg bool ScanReachableSymbols::scan(const MemRegion *R) {
59206f32e7eSjoerg   if (isa<MemSpaceRegion>(R))
59306f32e7eSjoerg     return true;
59406f32e7eSjoerg 
59506f32e7eSjoerg   bool wasVisited = !visited.insert(R).second;
59606f32e7eSjoerg   if (wasVisited)
59706f32e7eSjoerg     return true;
59806f32e7eSjoerg 
59906f32e7eSjoerg   if (!visitor.VisitMemRegion(R))
60006f32e7eSjoerg     return false;
60106f32e7eSjoerg 
60206f32e7eSjoerg   // If this is a symbolic region, visit the symbol for the region.
60306f32e7eSjoerg   if (const SymbolicRegion *SR = dyn_cast<SymbolicRegion>(R))
60406f32e7eSjoerg     if (!visitor.VisitSymbol(SR->getSymbol()))
60506f32e7eSjoerg       return false;
60606f32e7eSjoerg 
60706f32e7eSjoerg   // If this is a subregion, also visit the parent regions.
60806f32e7eSjoerg   if (const SubRegion *SR = dyn_cast<SubRegion>(R)) {
60906f32e7eSjoerg     const MemRegion *Super = SR->getSuperRegion();
61006f32e7eSjoerg     if (!scan(Super))
61106f32e7eSjoerg       return false;
61206f32e7eSjoerg 
61306f32e7eSjoerg     // When we reach the topmost region, scan all symbols in it.
61406f32e7eSjoerg     if (isa<MemSpaceRegion>(Super)) {
61506f32e7eSjoerg       StoreManager &StoreMgr = state->getStateManager().getStoreManager();
61606f32e7eSjoerg       if (!StoreMgr.scanReachableSymbols(state->getStore(), SR, *this))
61706f32e7eSjoerg         return false;
61806f32e7eSjoerg     }
61906f32e7eSjoerg   }
62006f32e7eSjoerg 
62106f32e7eSjoerg   // Regions captured by a block are also implicitly reachable.
62206f32e7eSjoerg   if (const BlockDataRegion *BDR = dyn_cast<BlockDataRegion>(R)) {
62306f32e7eSjoerg     BlockDataRegion::referenced_vars_iterator I = BDR->referenced_vars_begin(),
62406f32e7eSjoerg                                               E = BDR->referenced_vars_end();
62506f32e7eSjoerg     for ( ; I != E; ++I) {
62606f32e7eSjoerg       if (!scan(I.getCapturedRegion()))
62706f32e7eSjoerg         return false;
62806f32e7eSjoerg     }
62906f32e7eSjoerg   }
63006f32e7eSjoerg 
63106f32e7eSjoerg   return true;
63206f32e7eSjoerg }
63306f32e7eSjoerg 
scanReachableSymbols(SVal val,SymbolVisitor & visitor) const63406f32e7eSjoerg bool ProgramState::scanReachableSymbols(SVal val, SymbolVisitor& visitor) const {
63506f32e7eSjoerg   ScanReachableSymbols S(this, visitor);
63606f32e7eSjoerg   return S.scan(val);
63706f32e7eSjoerg }
63806f32e7eSjoerg 
scanReachableSymbols(llvm::iterator_range<region_iterator> Reachable,SymbolVisitor & visitor) const63906f32e7eSjoerg bool ProgramState::scanReachableSymbols(
64006f32e7eSjoerg     llvm::iterator_range<region_iterator> Reachable,
64106f32e7eSjoerg     SymbolVisitor &visitor) const {
64206f32e7eSjoerg   ScanReachableSymbols S(this, visitor);
64306f32e7eSjoerg   for (const MemRegion *R : Reachable) {
64406f32e7eSjoerg     if (!S.scan(R))
64506f32e7eSjoerg       return false;
64606f32e7eSjoerg   }
64706f32e7eSjoerg   return true;
64806f32e7eSjoerg }
649