]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/Analysis/ThreadSafety.cpp
Merge clang trunk r238337 from ^/vendor/clang/dist, resolve conflicts,
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / tools / clang / lib / Analysis / ThreadSafety.cpp
1 //===- ThreadSafety.cpp ----------------------------------------*- C++ --*-===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // A intra-procedural analysis for thread safety (e.g. deadlocks and race
11 // conditions), based off of an annotation system.
12 //
13 // See http://clang.llvm.org/docs/ThreadSafetyAnalysis.html
14 // for more information.
15 //
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 #include "clang/AST/Attr.h"
19 #include "clang/AST/DeclCXX.h"
20 #include "clang/AST/ExprCXX.h"
21 #include "clang/AST/StmtCXX.h"
22 #include "clang/AST/StmtVisitor.h"
23 #include "clang/Analysis/Analyses/PostOrderCFGView.h"
24 #include "clang/Analysis/Analyses/ThreadSafety.h"
25 #include "clang/Analysis/Analyses/ThreadSafetyCommon.h"
26 #include "clang/Analysis/Analyses/ThreadSafetyLogical.h"
27 #include "clang/Analysis/Analyses/ThreadSafetyTIL.h"
28 #include "clang/Analysis/Analyses/ThreadSafetyTraverse.h"
29 #include "clang/Analysis/AnalysisContext.h"
30 #include "clang/Analysis/CFG.h"
31 #include "clang/Analysis/CFGStmtMap.h"
32 #include "clang/Basic/OperatorKinds.h"
33 #include "clang/Basic/SourceLocation.h"
34 #include "clang/Basic/SourceManager.h"
35 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
36 #include "llvm/ADT/FoldingSet.h"
37 #include "llvm/ADT/ImmutableMap.h"
38 #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
39 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
40 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
41 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
42 #include <algorithm>
43 #include <ostream>
44 #include <sstream>
45 #include <utility>
46 #include <vector>
47 using namespace clang;
48 using namespace threadSafety;
49
50 // Key method definition
51 ThreadSafetyHandler::~ThreadSafetyHandler() {}
52
53 namespace {
54 class TILPrinter :
55   public til::PrettyPrinter<TILPrinter, llvm::raw_ostream> {};
56
57
58 /// Issue a warning about an invalid lock expression
59 static void warnInvalidLock(ThreadSafetyHandler &Handler,
60                             const Expr *MutexExp, const NamedDecl *D,
61                             const Expr *DeclExp, StringRef Kind) {
62   SourceLocation Loc;
63   if (DeclExp)
64     Loc = DeclExp->getExprLoc();
65
66   // FIXME: add a note about the attribute location in MutexExp or D
67   if (Loc.isValid())
68     Handler.handleInvalidLockExp(Kind, Loc);
69 }
70
71 /// \brief A set of CapabilityInfo objects, which are compiled from the
72 /// requires attributes on a function.
73 class CapExprSet : public SmallVector<CapabilityExpr, 4> {
74 public:
75   /// \brief Push M onto list, but discard duplicates.
76   void push_back_nodup(const CapabilityExpr &CapE) {
77     iterator It = std::find_if(begin(), end(),
78                                [=](const CapabilityExpr &CapE2) {
79       return CapE.equals(CapE2);
80     });
81     if (It == end())
82       push_back(CapE);
83   }
84 };
85
86 class FactManager;
87 class FactSet;
88
89 /// \brief This is a helper class that stores a fact that is known at a
90 /// particular point in program execution.  Currently, a fact is a capability,
91 /// along with additional information, such as where it was acquired, whether
92 /// it is exclusive or shared, etc.
93 ///
94 /// FIXME: this analysis does not currently support either re-entrant
95 /// locking or lock "upgrading" and "downgrading" between exclusive and
96 /// shared.
97 class FactEntry : public CapabilityExpr {
98 private:
99   LockKind          LKind;            ///<  exclusive or shared
100   SourceLocation    AcquireLoc;       ///<  where it was acquired.
101   bool              Asserted;         ///<  true if the lock was asserted
102   bool              Declared;         ///<  true if the lock was declared
103
104 public:
105   FactEntry(const CapabilityExpr &CE, LockKind LK, SourceLocation Loc,
106             bool Asrt, bool Declrd = false)
107       : CapabilityExpr(CE), LKind(LK), AcquireLoc(Loc), Asserted(Asrt),
108         Declared(Declrd) {}
109
110   virtual ~FactEntry() {}
111
112   LockKind          kind()       const { return LKind;      }
113   SourceLocation    loc()        const { return AcquireLoc; }
114   bool              asserted()   const { return Asserted; }
115   bool              declared()   const { return Declared; }
116
117   void setDeclared(bool D) { Declared = D; }
118
119   virtual void
120   handleRemovalFromIntersection(const FactSet &FSet, FactManager &FactMan,
121                                 SourceLocation JoinLoc, LockErrorKind LEK,
122                                 ThreadSafetyHandler &Handler) const = 0;
123   virtual void handleUnlock(FactSet &FSet, FactManager &FactMan,
124                             const CapabilityExpr &Cp, SourceLocation UnlockLoc,
125                             bool FullyRemove, ThreadSafetyHandler &Handler,
126                             StringRef DiagKind) const = 0;
127
128   // Return true if LKind >= LK, where exclusive > shared
129   bool isAtLeast(LockKind LK) {
130     return  (LKind == LK_Exclusive) || (LK == LK_Shared);
131   }
132 };
133
134
135 typedef unsigned short FactID;
136
137 /// \brief FactManager manages the memory for all facts that are created during
138 /// the analysis of a single routine.
139 class FactManager {
140 private:
141   std::vector<std::unique_ptr<FactEntry>> Facts;
142
143 public:
144   FactID newFact(std::unique_ptr<FactEntry> Entry) {
145     Facts.push_back(std::move(Entry));
146     return static_cast<unsigned short>(Facts.size() - 1);
147   }
148
149   const FactEntry &operator[](FactID F) const { return *Facts[F]; }
150   FactEntry &operator[](FactID F) { return *Facts[F]; }
151 };
152
153
154 /// \brief A FactSet is the set of facts that are known to be true at a
155 /// particular program point.  FactSets must be small, because they are
156 /// frequently copied, and are thus implemented as a set of indices into a
157 /// table maintained by a FactManager.  A typical FactSet only holds 1 or 2
158 /// locks, so we can get away with doing a linear search for lookup.  Note
159 /// that a hashtable or map is inappropriate in this case, because lookups
160 /// may involve partial pattern matches, rather than exact matches.
161 class FactSet {
162 private:
163   typedef SmallVector<FactID, 4> FactVec;
164
165   FactVec FactIDs;
166
167 public:
168   typedef FactVec::iterator       iterator;
169   typedef FactVec::const_iterator const_iterator;
170
171   iterator       begin()       { return FactIDs.begin(); }
172   const_iterator begin() const { return FactIDs.begin(); }
173
174   iterator       end()       { return FactIDs.end(); }
175   const_iterator end() const { return FactIDs.end(); }
176
177   bool isEmpty() const { return FactIDs.size() == 0; }
178
179   // Return true if the set contains only negative facts
180   bool isEmpty(FactManager &FactMan) const {
181     for (FactID FID : *this) {
182       if (!FactMan[FID].negative())
183         return false;
184     }
185     return true;
186   }
187
188   void addLockByID(FactID ID) { FactIDs.push_back(ID); }
189
190   FactID addLock(FactManager &FM, std::unique_ptr<FactEntry> Entry) {
191     FactID F = FM.newFact(std::move(Entry));
192     FactIDs.push_back(F);
193     return F;
194   }
195
196   bool removeLock(FactManager& FM, const CapabilityExpr &CapE) {
197     unsigned n = FactIDs.size();
198     if (n == 0)
199       return false;
200
201     for (unsigned i = 0; i < n-1; ++i) {
202       if (FM[FactIDs[i]].matches(CapE)) {
203         FactIDs[i] = FactIDs[n-1];
204         FactIDs.pop_back();
205         return true;
206       }
207     }
208     if (FM[FactIDs[n-1]].matches(CapE)) {
209       FactIDs.pop_back();
210       return true;
211     }
212     return false;
213   }
214
215   iterator findLockIter(FactManager &FM, const CapabilityExpr &CapE) {
216     return std::find_if(begin(), end(), [&](FactID ID) {
217       return FM[ID].matches(CapE);
218     });
219   }
220
221   FactEntry *findLock(FactManager &FM, const CapabilityExpr &CapE) const {
222     auto I = std::find_if(begin(), end(), [&](FactID ID) {
223       return FM[ID].matches(CapE);
224     });
225     return I != end() ? &FM[*I] : nullptr;
226   }
227
228   FactEntry *findLockUniv(FactManager &FM, const CapabilityExpr &CapE) const {
229     auto I = std::find_if(begin(), end(), [&](FactID ID) -> bool {
230       return FM[ID].matchesUniv(CapE);
231     });
232     return I != end() ? &FM[*I] : nullptr;
233   }
234
235   FactEntry *findPartialMatch(FactManager &FM,
236                               const CapabilityExpr &CapE) const {
237     auto I = std::find_if(begin(), end(), [&](FactID ID) -> bool {
238       return FM[ID].partiallyMatches(CapE);
239     });
240     return I != end() ? &FM[*I] : nullptr;
241   }
242
243   bool containsMutexDecl(FactManager &FM, const ValueDecl* Vd) const {
244     auto I = std::find_if(begin(), end(), [&](FactID ID) -> bool {
245       return FM[ID].valueDecl() == Vd;
246     });
247     return I != end();
248   }
249 };
250
251 class ThreadSafetyAnalyzer;
252 } // namespace
253
254 namespace clang {
255 namespace threadSafety {
256 class BeforeSet {
257 private:
258   typedef SmallVector<const ValueDecl*, 4>  BeforeVect;
259
260   struct BeforeInfo {
261     BeforeInfo() : Vect(nullptr), Visited(false) { }
262     BeforeInfo(BeforeInfo &&O)
263         : Vect(std::move(O.Vect)), Visited(O.Visited)
264     {}
265
266     std::unique_ptr<BeforeVect> Vect;
267     int                         Visited;
268   };
269
270   typedef llvm::DenseMap<const ValueDecl*, BeforeInfo>  BeforeMap;
271   typedef llvm::DenseMap<const ValueDecl*, bool>        CycleMap;
272
273 public:
274   BeforeSet() { }
275
276   BeforeInfo* insertAttrExprs(const ValueDecl* Vd,
277                               ThreadSafetyAnalyzer& Analyzer);
278
279   void checkBeforeAfter(const ValueDecl* Vd,
280                         const FactSet& FSet,
281                         ThreadSafetyAnalyzer& Analyzer,
282                         SourceLocation Loc, StringRef CapKind);
283
284 private:
285   BeforeMap BMap;
286   CycleMap  CycMap;
287 };
288 } // end namespace threadSafety
289 } // end namespace clang
290
291 namespace {
292 typedef llvm::ImmutableMap<const NamedDecl*, unsigned> LocalVarContext;
293 class LocalVariableMap;
294
295 /// A side (entry or exit) of a CFG node.
296 enum CFGBlockSide { CBS_Entry, CBS_Exit };
297
298 /// CFGBlockInfo is a struct which contains all the information that is
299 /// maintained for each block in the CFG.  See LocalVariableMap for more
300 /// information about the contexts.
301 struct CFGBlockInfo {
302   FactSet EntrySet;             // Lockset held at entry to block
303   FactSet ExitSet;              // Lockset held at exit from block
304   LocalVarContext EntryContext; // Context held at entry to block
305   LocalVarContext ExitContext;  // Context held at exit from block
306   SourceLocation EntryLoc;      // Location of first statement in block
307   SourceLocation ExitLoc;       // Location of last statement in block.
308   unsigned EntryIndex;          // Used to replay contexts later
309   bool Reachable;               // Is this block reachable?
310
311   const FactSet &getSet(CFGBlockSide Side) const {
312     return Side == CBS_Entry ? EntrySet : ExitSet;
313   }
314   SourceLocation getLocation(CFGBlockSide Side) const {
315     return Side == CBS_Entry ? EntryLoc : ExitLoc;
316   }
317
318 private:
319   CFGBlockInfo(LocalVarContext EmptyCtx)
320     : EntryContext(EmptyCtx), ExitContext(EmptyCtx), Reachable(false)
321   { }
322
323 public:
324   static CFGBlockInfo getEmptyBlockInfo(LocalVariableMap &M);
325 };
326
327
328
329 // A LocalVariableMap maintains a map from local variables to their currently
330 // valid definitions.  It provides SSA-like functionality when traversing the
331 // CFG.  Like SSA, each definition or assignment to a variable is assigned a
332 // unique name (an integer), which acts as the SSA name for that definition.
333 // The total set of names is shared among all CFG basic blocks.
334 // Unlike SSA, we do not rewrite expressions to replace local variables declrefs
335 // with their SSA-names.  Instead, we compute a Context for each point in the
336 // code, which maps local variables to the appropriate SSA-name.  This map
337 // changes with each assignment.
338 //
339 // The map is computed in a single pass over the CFG.  Subsequent analyses can
340 // then query the map to find the appropriate Context for a statement, and use
341 // that Context to look up the definitions of variables.
342 class LocalVariableMap {
343 public:
344   typedef LocalVarContext Context;
345
346   /// A VarDefinition consists of an expression, representing the value of the
347   /// variable, along with the context in which that expression should be
348   /// interpreted.  A reference VarDefinition does not itself contain this
349   /// information, but instead contains a pointer to a previous VarDefinition.
350   struct VarDefinition {
351   public:
352     friend class LocalVariableMap;
353
354     const NamedDecl *Dec;  // The original declaration for this variable.
355     const Expr *Exp;       // The expression for this variable, OR
356     unsigned Ref;          // Reference to another VarDefinition
357     Context Ctx;           // The map with which Exp should be interpreted.
358
359     bool isReference() { return !Exp; }
360
361   private:
362     // Create ordinary variable definition
363     VarDefinition(const NamedDecl *D, const Expr *E, Context C)
364       : Dec(D), Exp(E), Ref(0), Ctx(C)
365     { }
366
367     // Create reference to previous definition
368     VarDefinition(const NamedDecl *D, unsigned R, Context C)
369       : Dec(D), Exp(nullptr), Ref(R), Ctx(C)
370     { }
371   };
372
373 private:
374   Context::Factory ContextFactory;
375   std::vector<VarDefinition> VarDefinitions;
376   std::vector<unsigned> CtxIndices;
377   std::vector<std::pair<Stmt*, Context> > SavedContexts;
378
379 public:
380   LocalVariableMap() {
381     // index 0 is a placeholder for undefined variables (aka phi-nodes).
382     VarDefinitions.push_back(VarDefinition(nullptr, 0u, getEmptyContext()));
383   }
384
385   /// Look up a definition, within the given context.
386   const VarDefinition* lookup(const NamedDecl *D, Context Ctx) {
387     const unsigned *i = Ctx.lookup(D);
388     if (!i)
389       return nullptr;
390     assert(*i < VarDefinitions.size());
391     return &VarDefinitions[*i];
392   }
393
394   /// Look up the definition for D within the given context.  Returns
395   /// NULL if the expression is not statically known.  If successful, also
396   /// modifies Ctx to hold the context of the return Expr.
397   const Expr* lookupExpr(const NamedDecl *D, Context &Ctx) {
398     const unsigned *P = Ctx.lookup(D);
399     if (!P)
400       return nullptr;
401
402     unsigned i = *P;
403     while (i > 0) {
404       if (VarDefinitions[i].Exp) {
405         Ctx = VarDefinitions[i].Ctx;
406         return VarDefinitions[i].Exp;
407       }
408       i = VarDefinitions[i].Ref;
409     }
410     return nullptr;
411   }
412
413   Context getEmptyContext() { return ContextFactory.getEmptyMap(); }
414
415   /// Return the next context after processing S.  This function is used by
416   /// clients of the class to get the appropriate context when traversing the
417   /// CFG.  It must be called for every assignment or DeclStmt.
418   Context getNextContext(unsigned &CtxIndex, Stmt *S, Context C) {
419     if (SavedContexts[CtxIndex+1].first == S) {
420       CtxIndex++;
421       Context Result = SavedContexts[CtxIndex].second;
422       return Result;
423     }
424     return C;
425   }
426
427   void dumpVarDefinitionName(unsigned i) {
428     if (i == 0) {
429       llvm::errs() << "Undefined";
430       return;
431     }
432     const NamedDecl *Dec = VarDefinitions[i].Dec;
433     if (!Dec) {
434       llvm::errs() << "<<NULL>>";
435       return;
436     }
437     Dec->printName(llvm::errs());
438     llvm::errs() << "." << i << " " << ((const void*) Dec);
439   }
440
441   /// Dumps an ASCII representation of the variable map to llvm::errs()
442   void dump() {
443     for (unsigned i = 1, e = VarDefinitions.size(); i < e; ++i) {
444       const Expr *Exp = VarDefinitions[i].Exp;
445       unsigned Ref = VarDefinitions[i].Ref;
446
447       dumpVarDefinitionName(i);
448       llvm::errs() << " = ";
449       if (Exp) Exp->dump();
450       else {
451         dumpVarDefinitionName(Ref);
452         llvm::errs() << "\n";
453       }
454     }
455   }
456
457   /// Dumps an ASCII representation of a Context to llvm::errs()
458   void dumpContext(Context C) {
459     for (Context::iterator I = C.begin(), E = C.end(); I != E; ++I) {
460       const NamedDecl *D = I.getKey();
461       D->printName(llvm::errs());
462       const unsigned *i = C.lookup(D);
463       llvm::errs() << " -> ";
464       dumpVarDefinitionName(*i);
465       llvm::errs() << "\n";
466     }
467   }
468
469   /// Builds the variable map.
470   void traverseCFG(CFG *CFGraph, const PostOrderCFGView *SortedGraph,
471                    std::vector<CFGBlockInfo> &BlockInfo);
472
473 protected:
474   // Get the current context index
475   unsigned getContextIndex() { return SavedContexts.size()-1; }
476
477   // Save the current context for later replay
478   void saveContext(Stmt *S, Context C) {
479     SavedContexts.push_back(std::make_pair(S,C));
480   }
481
482   // Adds a new definition to the given context, and returns a new context.
483   // This method should be called when declaring a new variable.
484   Context addDefinition(const NamedDecl *D, const Expr *Exp, Context Ctx) {
485     assert(!Ctx.contains(D));
486     unsigned newID = VarDefinitions.size();
487     Context NewCtx = ContextFactory.add(Ctx, D, newID);
488     VarDefinitions.push_back(VarDefinition(D, Exp, Ctx));
489     return NewCtx;
490   }
491
492   // Add a new reference to an existing definition.
493   Context addReference(const NamedDecl *D, unsigned i, Context Ctx) {
494     unsigned newID = VarDefinitions.size();
495     Context NewCtx = ContextFactory.add(Ctx, D, newID);
496     VarDefinitions.push_back(VarDefinition(D, i, Ctx));
497     return NewCtx;
498   }
499
500   // Updates a definition only if that definition is already in the map.
501   // This method should be called when assigning to an existing variable.
502   Context updateDefinition(const NamedDecl *D, Expr *Exp, Context Ctx) {
503     if (Ctx.contains(D)) {
504       unsigned newID = VarDefinitions.size();
505       Context NewCtx = ContextFactory.remove(Ctx, D);
506       NewCtx = ContextFactory.add(NewCtx, D, newID);
507       VarDefinitions.push_back(VarDefinition(D, Exp, Ctx));
508       return NewCtx;
509     }
510     return Ctx;
511   }
512
513   // Removes a definition from the context, but keeps the variable name
514   // as a valid variable.  The index 0 is a placeholder for cleared definitions.
515   Context clearDefinition(const NamedDecl *D, Context Ctx) {
516     Context NewCtx = Ctx;
517     if (NewCtx.contains(D)) {
518       NewCtx = ContextFactory.remove(NewCtx, D);
519       NewCtx = ContextFactory.add(NewCtx, D, 0);
520     }
521     return NewCtx;
522   }
523
524   // Remove a definition entirely frmo the context.
525   Context removeDefinition(const NamedDecl *D, Context Ctx) {
526     Context NewCtx = Ctx;
527     if (NewCtx.contains(D)) {
528       NewCtx = ContextFactory.remove(NewCtx, D);
529     }
530     return NewCtx;
531   }
532
533   Context intersectContexts(Context C1, Context C2);
534   Context createReferenceContext(Context C);
535   void intersectBackEdge(Context C1, Context C2);
536
537   friend class VarMapBuilder;
538 };
539
540
541 // This has to be defined after LocalVariableMap.
542 CFGBlockInfo CFGBlockInfo::getEmptyBlockInfo(LocalVariableMap &M) {
543   return CFGBlockInfo(M.getEmptyContext());
544 }
545
546
547 /// Visitor which builds a LocalVariableMap
548 class VarMapBuilder : public StmtVisitor<VarMapBuilder> {
549 public:
550   LocalVariableMap* VMap;
551   LocalVariableMap::Context Ctx;
552
553   VarMapBuilder(LocalVariableMap *VM, LocalVariableMap::Context C)
554     : VMap(VM), Ctx(C) {}
555
556   void VisitDeclStmt(DeclStmt *S);
557   void VisitBinaryOperator(BinaryOperator *BO);
558 };
559
560
561 // Add new local variables to the variable map
562 void VarMapBuilder::VisitDeclStmt(DeclStmt *S) {
563   bool modifiedCtx = false;
564   DeclGroupRef DGrp = S->getDeclGroup();
565   for (const auto *D : DGrp) {
566     if (const auto *VD = dyn_cast_or_null<VarDecl>(D)) {
567       const Expr *E = VD->getInit();
568
569       // Add local variables with trivial type to the variable map
570       QualType T = VD->getType();
571       if (T.isTrivialType(VD->getASTContext())) {
572         Ctx = VMap->addDefinition(VD, E, Ctx);
573         modifiedCtx = true;
574       }
575     }
576   }
577   if (modifiedCtx)
578     VMap->saveContext(S, Ctx);
579 }
580
581 // Update local variable definitions in variable map
582 void VarMapBuilder::VisitBinaryOperator(BinaryOperator *BO) {
583   if (!BO->isAssignmentOp())
584     return;
585
586   Expr *LHSExp = BO->getLHS()->IgnoreParenCasts();
587
588   // Update the variable map and current context.
589   if (DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(LHSExp)) {
590     ValueDecl *VDec = DRE->getDecl();
591     if (Ctx.lookup(VDec)) {
592       if (BO->getOpcode() == BO_Assign)
593         Ctx = VMap->updateDefinition(VDec, BO->getRHS(), Ctx);
594       else
595         // FIXME -- handle compound assignment operators
596         Ctx = VMap->clearDefinition(VDec, Ctx);
597       VMap->saveContext(BO, Ctx);
598     }
599   }
600 }
601
602
603 // Computes the intersection of two contexts.  The intersection is the
604 // set of variables which have the same definition in both contexts;
605 // variables with different definitions are discarded.
606 LocalVariableMap::Context
607 LocalVariableMap::intersectContexts(Context C1, Context C2) {
608   Context Result = C1;
609   for (const auto &P : C1) {
610     const NamedDecl *Dec = P.first;
611     const unsigned *i2 = C2.lookup(Dec);
612     if (!i2)             // variable doesn't exist on second path
613       Result = removeDefinition(Dec, Result);
614     else if (*i2 != P.second)  // variable exists, but has different definition
615       Result = clearDefinition(Dec, Result);
616   }
617   return Result;
618 }
619
620 // For every variable in C, create a new variable that refers to the
621 // definition in C.  Return a new context that contains these new variables.
622 // (We use this for a naive implementation of SSA on loop back-edges.)
623 LocalVariableMap::Context LocalVariableMap::createReferenceContext(Context C) {
624   Context Result = getEmptyContext();
625   for (const auto &P : C)
626     Result = addReference(P.first, P.second, Result);
627   return Result;
628 }
629
630 // This routine also takes the intersection of C1 and C2, but it does so by
631 // altering the VarDefinitions.  C1 must be the result of an earlier call to
632 // createReferenceContext.
633 void LocalVariableMap::intersectBackEdge(Context C1, Context C2) {
634   for (const auto &P : C1) {
635     unsigned i1 = P.second;
636     VarDefinition *VDef = &VarDefinitions[i1];
637     assert(VDef->isReference());
638
639     const unsigned *i2 = C2.lookup(P.first);
640     if (!i2 || (*i2 != i1))
641       VDef->Ref = 0;    // Mark this variable as undefined
642   }
643 }
644
645
646 // Traverse the CFG in topological order, so all predecessors of a block
647 // (excluding back-edges) are visited before the block itself.  At
648 // each point in the code, we calculate a Context, which holds the set of
649 // variable definitions which are visible at that point in execution.
650 // Visible variables are mapped to their definitions using an array that
651 // contains all definitions.
652 //
653 // At join points in the CFG, the set is computed as the intersection of
654 // the incoming sets along each edge, E.g.
655 //
656 //                       { Context                 | VarDefinitions }
657 //   int x = 0;          { x -> x1                 | x1 = 0 }
658 //   int y = 0;          { x -> x1, y -> y1        | y1 = 0, x1 = 0 }
659 //   if (b) x = 1;       { x -> x2, y -> y1        | x2 = 1, y1 = 0, ... }
660 //   else   x = 2;       { x -> x3, y -> y1        | x3 = 2, x2 = 1, ... }
661 //   ...                 { y -> y1  (x is unknown) | x3 = 2, x2 = 1, ... }
662 //
663 // This is essentially a simpler and more naive version of the standard SSA
664 // algorithm.  Those definitions that remain in the intersection are from blocks
665 // that strictly dominate the current block.  We do not bother to insert proper
666 // phi nodes, because they are not used in our analysis; instead, wherever
667 // a phi node would be required, we simply remove that definition from the
668 // context (E.g. x above).
669 //
670 // The initial traversal does not capture back-edges, so those need to be
671 // handled on a separate pass.  Whenever the first pass encounters an
672 // incoming back edge, it duplicates the context, creating new definitions
673 // that refer back to the originals.  (These correspond to places where SSA
674 // might have to insert a phi node.)  On the second pass, these definitions are
675 // set to NULL if the variable has changed on the back-edge (i.e. a phi
676 // node was actually required.)  E.g.
677 //
678 //                       { Context           | VarDefinitions }
679 //   int x = 0, y = 0;   { x -> x1, y -> y1  | y1 = 0, x1 = 0 }
680 //   while (b)           { x -> x2, y -> y1  | [1st:] x2=x1; [2nd:] x2=NULL; }
681 //     x = x+1;          { x -> x3, y -> y1  | x3 = x2 + 1, ... }
682 //   ...                 { y -> y1           | x3 = 2, x2 = 1, ... }
683 //
684 void LocalVariableMap::traverseCFG(CFG *CFGraph,
685                                    const PostOrderCFGView *SortedGraph,
686                                    std::vector<CFGBlockInfo> &BlockInfo) {
687   PostOrderCFGView::CFGBlockSet VisitedBlocks(CFGraph);
688
689   CtxIndices.resize(CFGraph->getNumBlockIDs());
690
691   for (const auto *CurrBlock : *SortedGraph) {
692     int CurrBlockID = CurrBlock->getBlockID();
693     CFGBlockInfo *CurrBlockInfo = &BlockInfo[CurrBlockID];
694
695     VisitedBlocks.insert(CurrBlock);
696
697     // Calculate the entry context for the current block
698     bool HasBackEdges = false;
699     bool CtxInit = true;
700     for (CFGBlock::const_pred_iterator PI = CurrBlock->pred_begin(),
701          PE  = CurrBlock->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
702       // if *PI -> CurrBlock is a back edge, so skip it
703       if (*PI == nullptr || !VisitedBlocks.alreadySet(*PI)) {
704         HasBackEdges = true;
705         continue;
706       }
707
708       int PrevBlockID = (*PI)->getBlockID();
709       CFGBlockInfo *PrevBlockInfo = &BlockInfo[PrevBlockID];
710
711       if (CtxInit) {
712         CurrBlockInfo->EntryContext = PrevBlockInfo->ExitContext;
713         CtxInit = false;
714       }
715       else {
716         CurrBlockInfo->EntryContext =
717           intersectContexts(CurrBlockInfo->EntryContext,
718                             PrevBlockInfo->ExitContext);
719       }
720     }
721
722     // Duplicate the context if we have back-edges, so we can call
723     // intersectBackEdges later.
724     if (HasBackEdges)
725       CurrBlockInfo->EntryContext =
726         createReferenceContext(CurrBlockInfo->EntryContext);
727
728     // Create a starting context index for the current block
729     saveContext(nullptr, CurrBlockInfo->EntryContext);
730     CurrBlockInfo->EntryIndex = getContextIndex();
731
732     // Visit all the statements in the basic block.
733     VarMapBuilder VMapBuilder(this, CurrBlockInfo->EntryContext);
734     for (CFGBlock::const_iterator BI = CurrBlock->begin(),
735          BE = CurrBlock->end(); BI != BE; ++BI) {
736       switch (BI->getKind()) {
737         case CFGElement::Statement: {
738           CFGStmt CS = BI->castAs<CFGStmt>();
739           VMapBuilder.Visit(const_cast<Stmt*>(CS.getStmt()));
740           break;
741         }
742         default:
743           break;
744       }
745     }
746     CurrBlockInfo->ExitContext = VMapBuilder.Ctx;
747
748     // Mark variables on back edges as "unknown" if they've been changed.
749     for (CFGBlock::const_succ_iterator SI = CurrBlock->succ_begin(),
750          SE  = CurrBlock->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
751       // if CurrBlock -> *SI is *not* a back edge
752       if (*SI == nullptr || !VisitedBlocks.alreadySet(*SI))
753         continue;
754
755       CFGBlock *FirstLoopBlock = *SI;
756       Context LoopBegin = BlockInfo[FirstLoopBlock->getBlockID()].EntryContext;
757       Context LoopEnd   = CurrBlockInfo->ExitContext;
758       intersectBackEdge(LoopBegin, LoopEnd);
759     }
760   }
761
762   // Put an extra entry at the end of the indexed context array
763   unsigned exitID = CFGraph->getExit().getBlockID();
764   saveContext(nullptr, BlockInfo[exitID].ExitContext);
765 }
766
767 /// Find the appropriate source locations to use when producing diagnostics for
768 /// each block in the CFG.
769 static void findBlockLocations(CFG *CFGraph,
770                                const PostOrderCFGView *SortedGraph,
771                                std::vector<CFGBlockInfo> &BlockInfo) {
772   for (const auto *CurrBlock : *SortedGraph) {
773     CFGBlockInfo *CurrBlockInfo = &BlockInfo[CurrBlock->getBlockID()];
774
775     // Find the source location of the last statement in the block, if the
776     // block is not empty.
777     if (const Stmt *S = CurrBlock->getTerminator()) {
778       CurrBlockInfo->EntryLoc = CurrBlockInfo->ExitLoc = S->getLocStart();
779     } else {
780       for (CFGBlock::const_reverse_iterator BI = CurrBlock->rbegin(),
781            BE = CurrBlock->rend(); BI != BE; ++BI) {
782         // FIXME: Handle other CFGElement kinds.
783         if (Optional<CFGStmt> CS = BI->getAs<CFGStmt>()) {
784           CurrBlockInfo->ExitLoc = CS->getStmt()->getLocStart();
785           break;
786         }
787       }
788     }
789
790     if (!CurrBlockInfo->ExitLoc.isInvalid()) {
791       // This block contains at least one statement. Find the source location
792       // of the first statement in the block.
793       for (CFGBlock::const_iterator BI = CurrBlock->begin(),
794            BE = CurrBlock->end(); BI != BE; ++BI) {
795         // FIXME: Handle other CFGElement kinds.
796         if (Optional<CFGStmt> CS = BI->getAs<CFGStmt>()) {
797           CurrBlockInfo->EntryLoc = CS->getStmt()->getLocStart();
798           break;
799         }
800       }
801     } else if (CurrBlock->pred_size() == 1 && *CurrBlock->pred_begin() &&
802                CurrBlock != &CFGraph->getExit()) {
803       // The block is empty, and has a single predecessor. Use its exit
804       // location.
805       CurrBlockInfo->EntryLoc = CurrBlockInfo->ExitLoc =
806           BlockInfo[(*CurrBlock->pred_begin())->getBlockID()].ExitLoc;
807     }
808   }
809 }
810
811 class LockableFactEntry : public FactEntry {
812 private:
813   bool Managed; ///<  managed by ScopedLockable object
814
815 public:
816   LockableFactEntry(const CapabilityExpr &CE, LockKind LK, SourceLocation Loc,
817                     bool Mng = false, bool Asrt = false)
818       : FactEntry(CE, LK, Loc, Asrt), Managed(Mng) {}
819
820   void
821   handleRemovalFromIntersection(const FactSet &FSet, FactManager &FactMan,
822                                 SourceLocation JoinLoc, LockErrorKind LEK,
823                                 ThreadSafetyHandler &Handler) const override {
824     if (!Managed && !asserted() && !negative() && !isUniversal()) {
825       Handler.handleMutexHeldEndOfScope("mutex", toString(), loc(), JoinLoc,
826                                         LEK);
827     }
828   }
829
830   void handleUnlock(FactSet &FSet, FactManager &FactMan,
831                     const CapabilityExpr &Cp, SourceLocation UnlockLoc,
832                     bool FullyRemove, ThreadSafetyHandler &Handler,
833                     StringRef DiagKind) const override {
834     FSet.removeLock(FactMan, Cp);
835     if (!Cp.negative()) {
836       FSet.addLock(FactMan, llvm::make_unique<LockableFactEntry>(
837                                 !Cp, LK_Exclusive, UnlockLoc));
838     }
839   }
840 };
841
842 class ScopedLockableFactEntry : public FactEntry {
843 private:
844   SmallVector<const til::SExpr *, 4> UnderlyingMutexes;
845
846 public:
847   ScopedLockableFactEntry(const CapabilityExpr &CE, SourceLocation Loc,
848                           const CapExprSet &Excl, const CapExprSet &Shrd)
849       : FactEntry(CE, LK_Exclusive, Loc, false) {
850     for (const auto &M : Excl)
851       UnderlyingMutexes.push_back(M.sexpr());
852     for (const auto &M : Shrd)
853       UnderlyingMutexes.push_back(M.sexpr());
854   }
855
856   void
857   handleRemovalFromIntersection(const FactSet &FSet, FactManager &FactMan,
858                                 SourceLocation JoinLoc, LockErrorKind LEK,
859                                 ThreadSafetyHandler &Handler) const override {
860     for (const til::SExpr *UnderlyingMutex : UnderlyingMutexes) {
861       if (FSet.findLock(FactMan, CapabilityExpr(UnderlyingMutex, false))) {
862         // If this scoped lock manages another mutex, and if the underlying
863         // mutex is still held, then warn about the underlying mutex.
864         Handler.handleMutexHeldEndOfScope(
865             "mutex", sx::toString(UnderlyingMutex), loc(), JoinLoc, LEK);
866       }
867     }
868   }
869
870   void handleUnlock(FactSet &FSet, FactManager &FactMan,
871                     const CapabilityExpr &Cp, SourceLocation UnlockLoc,
872                     bool FullyRemove, ThreadSafetyHandler &Handler,
873                     StringRef DiagKind) const override {
874     assert(!Cp.negative() && "Managing object cannot be negative.");
875     for (const til::SExpr *UnderlyingMutex : UnderlyingMutexes) {
876       CapabilityExpr UnderCp(UnderlyingMutex, false);
877       auto UnderEntry = llvm::make_unique<LockableFactEntry>(
878           !UnderCp, LK_Exclusive, UnlockLoc);
879
880       if (FullyRemove) {
881         // We're destroying the managing object.
882         // Remove the underlying mutex if it exists; but don't warn.
883         if (FSet.findLock(FactMan, UnderCp)) {
884           FSet.removeLock(FactMan, UnderCp);
885           FSet.addLock(FactMan, std::move(UnderEntry));
886         }
887       } else {
888         // We're releasing the underlying mutex, but not destroying the
889         // managing object.  Warn on dual release.
890         if (!FSet.findLock(FactMan, UnderCp)) {
891           Handler.handleUnmatchedUnlock(DiagKind, UnderCp.toString(),
892                                         UnlockLoc);
893         }
894         FSet.removeLock(FactMan, UnderCp);
895         FSet.addLock(FactMan, std::move(UnderEntry));
896       }
897     }
898     if (FullyRemove)
899       FSet.removeLock(FactMan, Cp);
900   }
901 };
902
903 /// \brief Class which implements the core thread safety analysis routines.
904 class ThreadSafetyAnalyzer {
905   friend class BuildLockset;
906   friend class threadSafety::BeforeSet;
907
908   llvm::BumpPtrAllocator Bpa;
909   threadSafety::til::MemRegionRef Arena;
910   threadSafety::SExprBuilder SxBuilder;
911
912   ThreadSafetyHandler       &Handler;
913   const CXXMethodDecl       *CurrentMethod;
914   LocalVariableMap          LocalVarMap;
915   FactManager               FactMan;
916   std::vector<CFGBlockInfo> BlockInfo;
917
918   BeforeSet* GlobalBeforeSet;
919
920 public:
921   ThreadSafetyAnalyzer(ThreadSafetyHandler &H, BeforeSet* Bset)
922      : Arena(&Bpa), SxBuilder(Arena), Handler(H), GlobalBeforeSet(Bset) {}
923
924   bool inCurrentScope(const CapabilityExpr &CapE);
925
926   void addLock(FactSet &FSet, std::unique_ptr<FactEntry> Entry,
927                StringRef DiagKind, bool ReqAttr = false);
928   void removeLock(FactSet &FSet, const CapabilityExpr &CapE,
929                   SourceLocation UnlockLoc, bool FullyRemove, LockKind Kind,
930                   StringRef DiagKind);
931
932   template <typename AttrType>
933   void getMutexIDs(CapExprSet &Mtxs, AttrType *Attr, Expr *Exp,
934                    const NamedDecl *D, VarDecl *SelfDecl = nullptr);
935
936   template <class AttrType>
937   void getMutexIDs(CapExprSet &Mtxs, AttrType *Attr, Expr *Exp,
938                    const NamedDecl *D,
939                    const CFGBlock *PredBlock, const CFGBlock *CurrBlock,
940                    Expr *BrE, bool Neg);
941
942   const CallExpr* getTrylockCallExpr(const Stmt *Cond, LocalVarContext C,
943                                      bool &Negate);
944
945   void getEdgeLockset(FactSet &Result, const FactSet &ExitSet,
946                       const CFGBlock* PredBlock,
947                       const CFGBlock *CurrBlock);
948
949   void intersectAndWarn(FactSet &FSet1, const FactSet &FSet2,
950                         SourceLocation JoinLoc,
951                         LockErrorKind LEK1, LockErrorKind LEK2,
952                         bool Modify=true);
953
954   void intersectAndWarn(FactSet &FSet1, const FactSet &FSet2,
955                         SourceLocation JoinLoc, LockErrorKind LEK1,
956                         bool Modify=true) {
957     intersectAndWarn(FSet1, FSet2, JoinLoc, LEK1, LEK1, Modify);
958   }
959
960   void runAnalysis(AnalysisDeclContext &AC);
961 };
962 } // namespace
963
964 /// Process acquired_before and acquired_after attributes on Vd.
965 BeforeSet::BeforeInfo* BeforeSet::insertAttrExprs(const ValueDecl* Vd,
966     ThreadSafetyAnalyzer& Analyzer) {
967   // Create a new entry for Vd.
968   auto& Entry = BMap.FindAndConstruct(Vd);
969   BeforeInfo* Info = &Entry.second;
970   BeforeVect* Bv = nullptr;
971
972   for (Attr* At : Vd->attrs()) {
973     switch (At->getKind()) {
974       case attr::AcquiredBefore: {
975         auto *A = cast<AcquiredBeforeAttr>(At);
976
977         // Create a new BeforeVect for Vd if necessary.
978         if (!Bv) {
979           Bv = new BeforeVect;
980           Info->Vect.reset(Bv);
981         }
982         // Read exprs from the attribute, and add them to BeforeVect.
983         for (const auto *Arg : A->args()) {
984           CapabilityExpr Cp =
985             Analyzer.SxBuilder.translateAttrExpr(Arg, nullptr);
986           if (const ValueDecl *Cpvd = Cp.valueDecl()) {
987             Bv->push_back(Cpvd);
988             auto It = BMap.find(Cpvd);
989             if (It == BMap.end())
990               insertAttrExprs(Cpvd, Analyzer);
991           }
992         }
993         break;
994       }
995       case attr::AcquiredAfter: {
996         auto *A = cast<AcquiredAfterAttr>(At);
997
998         // Read exprs from the attribute, and add them to BeforeVect.
999         for (const auto *Arg : A->args()) {
1000           CapabilityExpr Cp =
1001             Analyzer.SxBuilder.translateAttrExpr(Arg, nullptr);
1002           if (const ValueDecl *ArgVd = Cp.valueDecl()) {
1003             // Get entry for mutex listed in attribute
1004             BeforeInfo* ArgInfo;
1005             auto It = BMap.find(ArgVd);
1006             if (It == BMap.end())
1007               ArgInfo = insertAttrExprs(ArgVd, Analyzer);
1008             else
1009               ArgInfo = &It->second;
1010
1011             // Create a new BeforeVect if necessary.
1012             BeforeVect* ArgBv = ArgInfo->Vect.get();
1013             if (!ArgBv) {
1014               ArgBv = new BeforeVect;
1015               ArgInfo->Vect.reset(ArgBv);
1016             }
1017             ArgBv->push_back(Vd);
1018           }
1019         }
1020         break;
1021       }
1022       default:
1023         break;
1024     }
1025   }
1026
1027   return Info;
1028 }
1029
1030
1031 /// Return true if any mutexes in FSet are in the acquired_before set of Vd.
1032 void BeforeSet::checkBeforeAfter(const ValueDecl* StartVd,
1033                                  const FactSet& FSet,
1034                                  ThreadSafetyAnalyzer& Analyzer,
1035                                  SourceLocation Loc, StringRef CapKind) {
1036   SmallVector<BeforeInfo*, 8> InfoVect;
1037
1038   // Do a depth-first traversal of Vd.
1039   // Return true if there are cycles.
1040   std::function<bool (const ValueDecl*)> traverse = [&](const ValueDecl* Vd) {
1041     if (!Vd)
1042       return false;
1043
1044     BeforeSet::BeforeInfo* Info;
1045     auto It = BMap.find(Vd);
1046     if (It == BMap.end())
1047       Info = insertAttrExprs(Vd, Analyzer);
1048     else
1049       Info = &It->second;
1050
1051     if (Info->Visited == 1)
1052       return true;
1053
1054     if (Info->Visited == 2)
1055       return false;
1056
1057     BeforeVect* Bv = Info->Vect.get();
1058     if (!Bv)
1059       return false;
1060
1061     InfoVect.push_back(Info);
1062     Info->Visited = 1;
1063     for (auto *Vdb : *Bv) {
1064       // Exclude mutexes in our immediate before set.
1065       if (FSet.containsMutexDecl(Analyzer.FactMan, Vdb)) {
1066         StringRef L1 = StartVd->getName();
1067         StringRef L2 = Vdb->getName();
1068         Analyzer.Handler.handleLockAcquiredBefore(CapKind, L1, L2, Loc);
1069       }
1070       // Transitively search other before sets, and warn on cycles.
1071       if (traverse(Vdb)) {
1072         if (CycMap.find(Vd) == CycMap.end()) {
1073           CycMap.insert(std::make_pair(Vd, true));
1074           StringRef L1 = Vd->getName();
1075           Analyzer.Handler.handleBeforeAfterCycle(L1, Vd->getLocation());
1076         }
1077       }
1078     }
1079     Info->Visited = 2;
1080     return false;
1081   };
1082
1083   traverse(StartVd);
1084
1085   for (auto* Info : InfoVect)
1086     Info->Visited = 0;
1087 }
1088
1089
1090
1091 /// \brief Gets the value decl pointer from DeclRefExprs or MemberExprs.
1092 static const ValueDecl *getValueDecl(const Expr *Exp) {
1093   if (const auto *CE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(Exp))
1094     return getValueDecl(CE->getSubExpr());
1095
1096   if (const auto *DR = dyn_cast<DeclRefExpr>(Exp))
1097     return DR->getDecl();
1098
1099   if (const auto *ME = dyn_cast<MemberExpr>(Exp))
1100     return ME->getMemberDecl();
1101
1102   return nullptr;
1103 }
1104
1105 namespace {
1106 template <typename Ty>
1107 class has_arg_iterator_range {
1108   typedef char yes[1];
1109   typedef char no[2];
1110
1111   template <typename Inner>
1112   static yes& test(Inner *I, decltype(I->args()) * = nullptr);
1113
1114   template <typename>
1115   static no& test(...);
1116
1117 public:
1118   static const bool value = sizeof(test<Ty>(nullptr)) == sizeof(yes);
1119 };
1120 } // namespace
1121
1122 static StringRef ClassifyDiagnostic(const CapabilityAttr *A) {
1123   return A->getName();
1124 }
1125
1126 static StringRef ClassifyDiagnostic(QualType VDT) {
1127   // We need to look at the declaration of the type of the value to determine
1128   // which it is. The type should either be a record or a typedef, or a pointer
1129   // or reference thereof.
1130   if (const auto *RT = VDT->getAs<RecordType>()) {
1131     if (const auto *RD = RT->getDecl())
1132       if (const auto *CA = RD->getAttr<CapabilityAttr>())
1133         return ClassifyDiagnostic(CA);
1134   } else if (const auto *TT = VDT->getAs<TypedefType>()) {
1135     if (const auto *TD = TT->getDecl())
1136       if (const auto *CA = TD->getAttr<CapabilityAttr>())
1137         return ClassifyDiagnostic(CA);
1138   } else if (VDT->isPointerType() || VDT->isReferenceType())
1139     return ClassifyDiagnostic(VDT->getPointeeType());
1140
1141   return "mutex";
1142 }
1143
1144 static StringRef ClassifyDiagnostic(const ValueDecl *VD) {
1145   assert(VD && "No ValueDecl passed");
1146
1147   // The ValueDecl is the declaration of a mutex or role (hopefully).
1148   return ClassifyDiagnostic(VD->getType());
1149 }
1150
1151 template <typename AttrTy>
1152 static typename std::enable_if<!has_arg_iterator_range<AttrTy>::value,
1153                                StringRef>::type
1154 ClassifyDiagnostic(const AttrTy *A) {
1155   if (const ValueDecl *VD = getValueDecl(A->getArg()))
1156     return ClassifyDiagnostic(VD);
1157   return "mutex";
1158 }
1159
1160 template <typename AttrTy>
1161 static typename std::enable_if<has_arg_iterator_range<AttrTy>::value,
1162                                StringRef>::type
1163 ClassifyDiagnostic(const AttrTy *A) {
1164   for (const auto *Arg : A->args()) {
1165     if (const ValueDecl *VD = getValueDecl(Arg))
1166       return ClassifyDiagnostic(VD);
1167   }
1168   return "mutex";
1169 }
1170
1171
1172 inline bool ThreadSafetyAnalyzer::inCurrentScope(const CapabilityExpr &CapE) {
1173   if (!CurrentMethod)
1174       return false;
1175   if (auto *P = dyn_cast_or_null<til::Project>(CapE.sexpr())) {
1176     auto *VD = P->clangDecl();
1177     if (VD)
1178       return VD->getDeclContext() == CurrentMethod->getDeclContext();
1179   }
1180   return false;
1181 }
1182
1183
1184 /// \brief Add a new lock to the lockset, warning if the lock is already there.
1185 /// \param ReqAttr -- true if this is part of an initial Requires attribute.
1186 void ThreadSafetyAnalyzer::addLock(FactSet &FSet,
1187                                    std::unique_ptr<FactEntry> Entry,
1188                                    StringRef DiagKind, bool ReqAttr) {
1189   if (Entry->shouldIgnore())
1190     return;
1191
1192   if (!ReqAttr && !Entry->negative()) {
1193     // look for the negative capability, and remove it from the fact set.
1194     CapabilityExpr NegC = !*Entry;
1195     FactEntry *Nen = FSet.findLock(FactMan, NegC);
1196     if (Nen) {
1197       FSet.removeLock(FactMan, NegC);
1198     }
1199     else {
1200       if (inCurrentScope(*Entry) && !Entry->asserted())
1201         Handler.handleNegativeNotHeld(DiagKind, Entry->toString(),
1202                                       NegC.toString(), Entry->loc());
1203     }
1204   }
1205
1206   // Check before/after constraints
1207   if (Handler.issueBetaWarnings() &&
1208       !Entry->asserted() && !Entry->declared()) {
1209     GlobalBeforeSet->checkBeforeAfter(Entry->valueDecl(), FSet, *this,
1210                                       Entry->loc(), DiagKind);
1211   }
1212
1213   // FIXME: Don't always warn when we have support for reentrant locks.
1214   if (FSet.findLock(FactMan, *Entry)) {
1215     if (!Entry->asserted())
1216       Handler.handleDoubleLock(DiagKind, Entry->toString(), Entry->loc());
1217   } else {
1218     FSet.addLock(FactMan, std::move(Entry));
1219   }
1220 }
1221
1222
1223 /// \brief Remove a lock from the lockset, warning if the lock is not there.
1224 /// \param UnlockLoc The source location of the unlock (only used in error msg)
1225 void ThreadSafetyAnalyzer::removeLock(FactSet &FSet, const CapabilityExpr &Cp,
1226                                       SourceLocation UnlockLoc,
1227                                       bool FullyRemove, LockKind ReceivedKind,
1228                                       StringRef DiagKind) {
1229   if (Cp.shouldIgnore())
1230     return;
1231
1232   const FactEntry *LDat = FSet.findLock(FactMan, Cp);
1233   if (!LDat) {
1234     Handler.handleUnmatchedUnlock(DiagKind, Cp.toString(), UnlockLoc);
1235     return;
1236   }
1237
1238   // Generic lock removal doesn't care about lock kind mismatches, but
1239   // otherwise diagnose when the lock kinds are mismatched.
1240   if (ReceivedKind != LK_Generic && LDat->kind() != ReceivedKind) {
1241     Handler.handleIncorrectUnlockKind(DiagKind, Cp.toString(),
1242                                       LDat->kind(), ReceivedKind, UnlockLoc);
1243   }
1244
1245   LDat->handleUnlock(FSet, FactMan, Cp, UnlockLoc, FullyRemove, Handler,
1246                      DiagKind);
1247 }
1248
1249
1250 /// \brief Extract the list of mutexIDs from the attribute on an expression,
1251 /// and push them onto Mtxs, discarding any duplicates.
1252 template <typename AttrType>
1253 void ThreadSafetyAnalyzer::getMutexIDs(CapExprSet &Mtxs, AttrType *Attr,
1254                                        Expr *Exp, const NamedDecl *D,
1255                                        VarDecl *SelfDecl) {
1256   if (Attr->args_size() == 0) {
1257     // The mutex held is the "this" object.
1258     CapabilityExpr Cp = SxBuilder.translateAttrExpr(nullptr, D, Exp, SelfDecl);
1259     if (Cp.isInvalid()) {
1260        warnInvalidLock(Handler, nullptr, D, Exp, ClassifyDiagnostic(Attr));
1261        return;
1262     }
1263     //else
1264     if (!Cp.shouldIgnore())
1265       Mtxs.push_back_nodup(Cp);
1266     return;
1267   }
1268
1269   for (const auto *Arg : Attr->args()) {
1270     CapabilityExpr Cp = SxBuilder.translateAttrExpr(Arg, D, Exp, SelfDecl);
1271     if (Cp.isInvalid()) {
1272        warnInvalidLock(Handler, nullptr, D, Exp, ClassifyDiagnostic(Attr));
1273        continue;
1274     }
1275     //else
1276     if (!Cp.shouldIgnore())
1277       Mtxs.push_back_nodup(Cp);
1278   }
1279 }
1280
1281
1282 /// \brief Extract the list of mutexIDs from a trylock attribute.  If the
1283 /// trylock applies to the given edge, then push them onto Mtxs, discarding
1284 /// any duplicates.
1285 template <class AttrType>
1286 void ThreadSafetyAnalyzer::getMutexIDs(CapExprSet &Mtxs, AttrType *Attr,
1287                                        Expr *Exp, const NamedDecl *D,
1288                                        const CFGBlock *PredBlock,
1289                                        const CFGBlock *CurrBlock,
1290                                        Expr *BrE, bool Neg) {
1291   // Find out which branch has the lock
1292   bool branch = false;
1293   if (CXXBoolLiteralExpr *BLE = dyn_cast_or_null<CXXBoolLiteralExpr>(BrE))
1294     branch = BLE->getValue();
1295   else if (IntegerLiteral *ILE = dyn_cast_or_null<IntegerLiteral>(BrE))
1296     branch = ILE->getValue().getBoolValue();
1297
1298   int branchnum = branch ? 0 : 1;
1299   if (Neg)
1300     branchnum = !branchnum;
1301
1302   // If we've taken the trylock branch, then add the lock
1303   int i = 0;
1304   for (CFGBlock::const_succ_iterator SI = PredBlock->succ_begin(),
1305        SE = PredBlock->succ_end(); SI != SE && i < 2; ++SI, ++i) {
1306     if (*SI == CurrBlock && i == branchnum)
1307       getMutexIDs(Mtxs, Attr, Exp, D);
1308   }
1309 }
1310
1311 static bool getStaticBooleanValue(Expr *E, bool &TCond) {
1312   if (isa<CXXNullPtrLiteralExpr>(E) || isa<GNUNullExpr>(E)) {
1313     TCond = false;
1314     return true;
1315   } else if (CXXBoolLiteralExpr *BLE = dyn_cast<CXXBoolLiteralExpr>(E)) {
1316     TCond = BLE->getValue();
1317     return true;
1318   } else if (IntegerLiteral *ILE = dyn_cast<IntegerLiteral>(E)) {
1319     TCond = ILE->getValue().getBoolValue();
1320     return true;
1321   } else if (ImplicitCastExpr *CE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(E)) {
1322     return getStaticBooleanValue(CE->getSubExpr(), TCond);
1323   }
1324   return false;
1325 }
1326
1327
1328 // If Cond can be traced back to a function call, return the call expression.
1329 // The negate variable should be called with false, and will be set to true
1330 // if the function call is negated, e.g. if (!mu.tryLock(...))
1331 const CallExpr* ThreadSafetyAnalyzer::getTrylockCallExpr(const Stmt *Cond,
1332                                                          LocalVarContext C,
1333                                                          bool &Negate) {
1334   if (!Cond)
1335     return nullptr;
1336
1337   if (const CallExpr *CallExp = dyn_cast<CallExpr>(Cond)) {
1338     return CallExp;
1339   }
1340   else if (const ParenExpr *PE = dyn_cast<ParenExpr>(Cond)) {
1341     return getTrylockCallExpr(PE->getSubExpr(), C, Negate);
1342   }
1343   else if (const ImplicitCastExpr *CE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(Cond)) {
1344     return getTrylockCallExpr(CE->getSubExpr(), C, Negate);
1345   }
1346   else if (const ExprWithCleanups* EWC = dyn_cast<ExprWithCleanups>(Cond)) {
1347     return getTrylockCallExpr(EWC->getSubExpr(), C, Negate);
1348   }
1349   else if (const DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Cond)) {
1350     const Expr *E = LocalVarMap.lookupExpr(DRE->getDecl(), C);
1351     return getTrylockCallExpr(E, C, Negate);
1352   }
1353   else if (const UnaryOperator *UOP = dyn_cast<UnaryOperator>(Cond)) {
1354     if (UOP->getOpcode() == UO_LNot) {
1355       Negate = !Negate;
1356       return getTrylockCallExpr(UOP->getSubExpr(), C, Negate);
1357     }
1358     return nullptr;
1359   }
1360   else if (const BinaryOperator *BOP = dyn_cast<BinaryOperator>(Cond)) {
1361     if (BOP->getOpcode() == BO_EQ || BOP->getOpcode() == BO_NE) {
1362       if (BOP->getOpcode() == BO_NE)
1363         Negate = !Negate;
1364
1365       bool TCond = false;
1366       if (getStaticBooleanValue(BOP->getRHS(), TCond)) {
1367         if (!TCond) Negate = !Negate;
1368         return getTrylockCallExpr(BOP->getLHS(), C, Negate);
1369       }
1370       TCond = false;
1371       if (getStaticBooleanValue(BOP->getLHS(), TCond)) {
1372         if (!TCond) Negate = !Negate;
1373         return getTrylockCallExpr(BOP->getRHS(), C, Negate);
1374       }
1375       return nullptr;
1376     }
1377     if (BOP->getOpcode() == BO_LAnd) {
1378       // LHS must have been evaluated in a different block.
1379       return getTrylockCallExpr(BOP->getRHS(), C, Negate);
1380     }
1381     if (BOP->getOpcode() == BO_LOr) {
1382       return getTrylockCallExpr(BOP->getRHS(), C, Negate);
1383     }
1384     return nullptr;
1385   }
1386   return nullptr;
1387 }
1388
1389
1390 /// \brief Find the lockset that holds on the edge between PredBlock
1391 /// and CurrBlock.  The edge set is the exit set of PredBlock (passed
1392 /// as the ExitSet parameter) plus any trylocks, which are conditionally held.
1393 void ThreadSafetyAnalyzer::getEdgeLockset(FactSet& Result,
1394                                           const FactSet &ExitSet,
1395                                           const CFGBlock *PredBlock,
1396                                           const CFGBlock *CurrBlock) {
1397   Result = ExitSet;
1398
1399   const Stmt *Cond = PredBlock->getTerminatorCondition();
1400   if (!Cond)
1401     return;
1402
1403   bool Negate = false;
1404   const CFGBlockInfo *PredBlockInfo = &BlockInfo[PredBlock->getBlockID()];
1405   const LocalVarContext &LVarCtx = PredBlockInfo->ExitContext;
1406   StringRef CapDiagKind = "mutex";
1407
1408   CallExpr *Exp =
1409     const_cast<CallExpr*>(getTrylockCallExpr(Cond, LVarCtx, Negate));
1410   if (!Exp)
1411     return;
1412
1413   NamedDecl *FunDecl = dyn_cast_or_null<NamedDecl>(Exp->getCalleeDecl());
1414   if(!FunDecl || !FunDecl->hasAttrs())
1415     return;
1416
1417   CapExprSet ExclusiveLocksToAdd;
1418   CapExprSet SharedLocksToAdd;
1419
1420   // If the condition is a call to a Trylock function, then grab the attributes
1421   for (auto *Attr : FunDecl->attrs()) {
1422     switch (Attr->getKind()) {
1423       case attr::ExclusiveTrylockFunction: {
1424         ExclusiveTrylockFunctionAttr *A =
1425           cast<ExclusiveTrylockFunctionAttr>(Attr);
1426         getMutexIDs(ExclusiveLocksToAdd, A, Exp, FunDecl,
1427                     PredBlock, CurrBlock, A->getSuccessValue(), Negate);
1428         CapDiagKind = ClassifyDiagnostic(A);
1429         break;
1430       }
1431       case attr::SharedTrylockFunction: {
1432         SharedTrylockFunctionAttr *A =
1433           cast<SharedTrylockFunctionAttr>(Attr);
1434         getMutexIDs(SharedLocksToAdd, A, Exp, FunDecl,
1435                     PredBlock, CurrBlock, A->getSuccessValue(), Negate);
1436         CapDiagKind = ClassifyDiagnostic(A);
1437         break;
1438       }
1439       default:
1440         break;
1441     }
1442   }
1443
1444   // Add and remove locks.
1445   SourceLocation Loc = Exp->getExprLoc();
1446   for (const auto &ExclusiveLockToAdd : ExclusiveLocksToAdd)
1447     addLock(Result, llvm::make_unique<LockableFactEntry>(ExclusiveLockToAdd,
1448                                                          LK_Exclusive, Loc),
1449             CapDiagKind);
1450   for (const auto &SharedLockToAdd : SharedLocksToAdd)
1451     addLock(Result, llvm::make_unique<LockableFactEntry>(SharedLockToAdd,
1452                                                          LK_Shared, Loc),
1453             CapDiagKind);
1454 }
1455
1456 namespace {
1457 /// \brief We use this class to visit different types of expressions in
1458 /// CFGBlocks, and build up the lockset.
1459 /// An expression may cause us to add or remove locks from the lockset, or else
1460 /// output error messages related to missing locks.
1461 /// FIXME: In future, we may be able to not inherit from a visitor.
1462 class BuildLockset : public StmtVisitor<BuildLockset> {
1463   friend class ThreadSafetyAnalyzer;
1464
1465   ThreadSafetyAnalyzer *Analyzer;
1466   FactSet FSet;
1467   LocalVariableMap::Context LVarCtx;
1468   unsigned CtxIndex;
1469
1470   // helper functions
1471   void warnIfMutexNotHeld(const NamedDecl *D, const Expr *Exp, AccessKind AK,
1472                           Expr *MutexExp, ProtectedOperationKind POK,
1473                           StringRef DiagKind, SourceLocation Loc);
1474   void warnIfMutexHeld(const NamedDecl *D, const Expr *Exp, Expr *MutexExp,
1475                        StringRef DiagKind);
1476
1477   void checkAccess(const Expr *Exp, AccessKind AK,
1478                    ProtectedOperationKind POK = POK_VarAccess);
1479   void checkPtAccess(const Expr *Exp, AccessKind AK,
1480                      ProtectedOperationKind POK = POK_VarAccess);
1481
1482   void handleCall(Expr *Exp, const NamedDecl *D, VarDecl *VD = nullptr);
1483
1484 public:
1485   BuildLockset(ThreadSafetyAnalyzer *Anlzr, CFGBlockInfo &Info)
1486     : StmtVisitor<BuildLockset>(),
1487       Analyzer(Anlzr),
1488       FSet(Info.EntrySet),
1489       LVarCtx(Info.EntryContext),
1490       CtxIndex(Info.EntryIndex)
1491   {}
1492
1493   void VisitUnaryOperator(UnaryOperator *UO);
1494   void VisitBinaryOperator(BinaryOperator *BO);
1495   void VisitCastExpr(CastExpr *CE);
1496   void VisitCallExpr(CallExpr *Exp);
1497   void VisitCXXConstructExpr(CXXConstructExpr *Exp);
1498   void VisitDeclStmt(DeclStmt *S);
1499 };
1500 } // namespace
1501
1502 /// \brief Warn if the LSet does not contain a lock sufficient to protect access
1503 /// of at least the passed in AccessKind.
1504 void BuildLockset::warnIfMutexNotHeld(const NamedDecl *D, const Expr *Exp,
1505                                       AccessKind AK, Expr *MutexExp,
1506                                       ProtectedOperationKind POK,
1507                                       StringRef DiagKind, SourceLocation Loc) {
1508   LockKind LK = getLockKindFromAccessKind(AK);
1509
1510   CapabilityExpr Cp = Analyzer->SxBuilder.translateAttrExpr(MutexExp, D, Exp);
1511   if (Cp.isInvalid()) {
1512     warnInvalidLock(Analyzer->Handler, MutexExp, D, Exp, DiagKind);
1513     return;
1514   } else if (Cp.shouldIgnore()) {
1515     return;
1516   }
1517
1518   if (Cp.negative()) {
1519     // Negative capabilities act like locks excluded
1520     FactEntry *LDat = FSet.findLock(Analyzer->FactMan, !Cp);
1521     if (LDat) {
1522       Analyzer->Handler.handleFunExcludesLock(
1523           DiagKind, D->getNameAsString(), (!Cp).toString(), Loc);
1524       return;
1525     }
1526
1527     // If this does not refer to a negative capability in the same class,
1528     // then stop here.
1529     if (!Analyzer->inCurrentScope(Cp))
1530       return;
1531
1532     // Otherwise the negative requirement must be propagated to the caller.
1533     LDat = FSet.findLock(Analyzer->FactMan, Cp);
1534     if (!LDat) {
1535       Analyzer->Handler.handleMutexNotHeld("", D, POK, Cp.toString(),
1536                                            LK_Shared, Loc);
1537     }
1538     return;
1539   }
1540
1541   FactEntry* LDat = FSet.findLockUniv(Analyzer->FactMan, Cp);
1542   bool NoError = true;
1543   if (!LDat) {
1544     // No exact match found.  Look for a partial match.
1545     LDat = FSet.findPartialMatch(Analyzer->FactMan, Cp);
1546     if (LDat) {
1547       // Warn that there's no precise match.
1548       std::string PartMatchStr = LDat->toString();
1549       StringRef   PartMatchName(PartMatchStr);
1550       Analyzer->Handler.handleMutexNotHeld(DiagKind, D, POK, Cp.toString(),
1551                                            LK, Loc, &PartMatchName);
1552     } else {
1553       // Warn that there's no match at all.
1554       Analyzer->Handler.handleMutexNotHeld(DiagKind, D, POK, Cp.toString(),
1555                                            LK, Loc);
1556     }
1557     NoError = false;
1558   }
1559   // Make sure the mutex we found is the right kind.
1560   if (NoError && LDat && !LDat->isAtLeast(LK)) {
1561     Analyzer->Handler.handleMutexNotHeld(DiagKind, D, POK, Cp.toString(),
1562                                          LK, Loc);
1563   }
1564 }
1565
1566 /// \brief Warn if the LSet contains the given lock.
1567 void BuildLockset::warnIfMutexHeld(const NamedDecl *D, const Expr *Exp,
1568                                    Expr *MutexExp, StringRef DiagKind) {
1569   CapabilityExpr Cp = Analyzer->SxBuilder.translateAttrExpr(MutexExp, D, Exp);
1570   if (Cp.isInvalid()) {
1571     warnInvalidLock(Analyzer->Handler, MutexExp, D, Exp, DiagKind);
1572     return;
1573   } else if (Cp.shouldIgnore()) {
1574     return;
1575   }
1576
1577   FactEntry* LDat = FSet.findLock(Analyzer->FactMan, Cp);
1578   if (LDat) {
1579     Analyzer->Handler.handleFunExcludesLock(
1580         DiagKind, D->getNameAsString(), Cp.toString(), Exp->getExprLoc());
1581   }
1582 }
1583
1584 /// \brief Checks guarded_by and pt_guarded_by attributes.
1585 /// Whenever we identify an access (read or write) to a DeclRefExpr that is
1586 /// marked with guarded_by, we must ensure the appropriate mutexes are held.
1587 /// Similarly, we check if the access is to an expression that dereferences
1588 /// a pointer marked with pt_guarded_by.
1589 void BuildLockset::checkAccess(const Expr *Exp, AccessKind AK,
1590                                ProtectedOperationKind POK) {
1591   Exp = Exp->IgnoreParenCasts();
1592
1593   SourceLocation Loc = Exp->getExprLoc();
1594
1595   // Local variables of reference type cannot be re-assigned;
1596   // map them to their initializer.
1597   while (const auto *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Exp)) {
1598     const auto *VD = dyn_cast<VarDecl>(DRE->getDecl()->getCanonicalDecl());
1599     if (VD && VD->isLocalVarDecl() && VD->getType()->isReferenceType()) {
1600       if (const auto *E = VD->getInit()) {
1601         Exp = E;
1602         continue;
1603       }
1604     }
1605     break;
1606   }
1607
1608   if (const UnaryOperator *UO = dyn_cast<UnaryOperator>(Exp)) {
1609     // For dereferences
1610     if (UO->getOpcode() == clang::UO_Deref)
1611       checkPtAccess(UO->getSubExpr(), AK, POK);
1612     return;
1613   }
1614
1615   if (const ArraySubscriptExpr *AE = dyn_cast<ArraySubscriptExpr>(Exp)) {
1616     checkPtAccess(AE->getLHS(), AK, POK);
1617     return;
1618   }
1619
1620   if (const MemberExpr *ME = dyn_cast<MemberExpr>(Exp)) {
1621     if (ME->isArrow())
1622       checkPtAccess(ME->getBase(), AK, POK);
1623     else
1624       checkAccess(ME->getBase(), AK, POK);
1625   }
1626
1627   const ValueDecl *D = getValueDecl(Exp);
1628   if (!D || !D->hasAttrs())
1629     return;
1630
1631   if (D->hasAttr<GuardedVarAttr>() && FSet.isEmpty(Analyzer->FactMan)) {
1632     Analyzer->Handler.handleNoMutexHeld("mutex", D, POK, AK, Loc);
1633   }
1634
1635   for (const auto *I : D->specific_attrs<GuardedByAttr>())
1636     warnIfMutexNotHeld(D, Exp, AK, I->getArg(), POK,
1637                        ClassifyDiagnostic(I), Loc);
1638 }
1639
1640
1641 /// \brief Checks pt_guarded_by and pt_guarded_var attributes.
1642 /// POK is the same  operationKind that was passed to checkAccess.
1643 void BuildLockset::checkPtAccess(const Expr *Exp, AccessKind AK,
1644                                  ProtectedOperationKind POK) {
1645   while (true) {
1646     if (const ParenExpr *PE = dyn_cast<ParenExpr>(Exp)) {
1647       Exp = PE->getSubExpr();
1648       continue;
1649     }
1650     if (const CastExpr *CE = dyn_cast<CastExpr>(Exp)) {
1651       if (CE->getCastKind() == CK_ArrayToPointerDecay) {
1652         // If it's an actual array, and not a pointer, then it's elements
1653         // are protected by GUARDED_BY, not PT_GUARDED_BY;
1654         checkAccess(CE->getSubExpr(), AK, POK);
1655         return;
1656       }
1657       Exp = CE->getSubExpr();
1658       continue;
1659     }
1660     break;
1661   }
1662
1663   // Pass by reference warnings are under a different flag.
1664   ProtectedOperationKind PtPOK = POK_VarDereference;
1665   if (POK == POK_PassByRef) PtPOK = POK_PtPassByRef;
1666
1667   const ValueDecl *D = getValueDecl(Exp);
1668   if (!D || !D->hasAttrs())
1669     return;
1670
1671   if (D->hasAttr<PtGuardedVarAttr>() && FSet.isEmpty(Analyzer->FactMan))
1672     Analyzer->Handler.handleNoMutexHeld("mutex", D, PtPOK, AK,
1673                                         Exp->getExprLoc());
1674
1675   for (auto const *I : D->specific_attrs<PtGuardedByAttr>())
1676     warnIfMutexNotHeld(D, Exp, AK, I->getArg(), PtPOK,
1677                        ClassifyDiagnostic(I), Exp->getExprLoc());
1678 }
1679
1680 /// \brief Process a function call, method call, constructor call,
1681 /// or destructor call.  This involves looking at the attributes on the
1682 /// corresponding function/method/constructor/destructor, issuing warnings,
1683 /// and updating the locksets accordingly.
1684 ///
1685 /// FIXME: For classes annotated with one of the guarded annotations, we need
1686 /// to treat const method calls as reads and non-const method calls as writes,
1687 /// and check that the appropriate locks are held. Non-const method calls with
1688 /// the same signature as const method calls can be also treated as reads.
1689 ///
1690 void BuildLockset::handleCall(Expr *Exp, const NamedDecl *D, VarDecl *VD) {
1691   SourceLocation Loc = Exp->getExprLoc();
1692   CapExprSet ExclusiveLocksToAdd, SharedLocksToAdd;
1693   CapExprSet ExclusiveLocksToRemove, SharedLocksToRemove, GenericLocksToRemove;
1694   CapExprSet ScopedExclusiveReqs, ScopedSharedReqs;
1695   StringRef CapDiagKind = "mutex";
1696
1697   // Figure out if we're calling the constructor of scoped lockable class
1698   bool isScopedVar = false;
1699   if (VD) {
1700     if (const CXXConstructorDecl *CD = dyn_cast<const CXXConstructorDecl>(D)) {
1701       const CXXRecordDecl* PD = CD->getParent();
1702       if (PD && PD->hasAttr<ScopedLockableAttr>())
1703         isScopedVar = true;
1704     }
1705   }
1706
1707   for(Attr *Atconst : D->attrs()) {
1708     Attr* At = const_cast<Attr*>(Atconst);
1709     switch (At->getKind()) {
1710       // When we encounter a lock function, we need to add the lock to our
1711       // lockset.
1712       case attr::AcquireCapability: {
1713         auto *A = cast<AcquireCapabilityAttr>(At);
1714         Analyzer->getMutexIDs(A->isShared() ? SharedLocksToAdd
1715                                             : ExclusiveLocksToAdd,
1716                               A, Exp, D, VD);
1717
1718         CapDiagKind = ClassifyDiagnostic(A);
1719         break;
1720       }
1721
1722       // An assert will add a lock to the lockset, but will not generate
1723       // a warning if it is already there, and will not generate a warning
1724       // if it is not removed.
1725       case attr::AssertExclusiveLock: {
1726         AssertExclusiveLockAttr *A = cast<AssertExclusiveLockAttr>(At);
1727
1728         CapExprSet AssertLocks;
1729         Analyzer->getMutexIDs(AssertLocks, A, Exp, D, VD);
1730         for (const auto &AssertLock : AssertLocks)
1731           Analyzer->addLock(FSet,
1732                             llvm::make_unique<LockableFactEntry>(
1733                                 AssertLock, LK_Exclusive, Loc, false, true),
1734                             ClassifyDiagnostic(A));
1735         break;
1736       }
1737       case attr::AssertSharedLock: {
1738         AssertSharedLockAttr *A = cast<AssertSharedLockAttr>(At);
1739
1740         CapExprSet AssertLocks;
1741         Analyzer->getMutexIDs(AssertLocks, A, Exp, D, VD);
1742         for (const auto &AssertLock : AssertLocks)
1743           Analyzer->addLock(FSet, llvm::make_unique<LockableFactEntry>(
1744                                       AssertLock, LK_Shared, Loc, false, true),
1745                             ClassifyDiagnostic(A));
1746         break;
1747       }
1748
1749       // When we encounter an unlock function, we need to remove unlocked
1750       // mutexes from the lockset, and flag a warning if they are not there.
1751       case attr::ReleaseCapability: {
1752         auto *A = cast<ReleaseCapabilityAttr>(At);
1753         if (A->isGeneric())
1754           Analyzer->getMutexIDs(GenericLocksToRemove, A, Exp, D, VD);
1755         else if (A->isShared())
1756           Analyzer->getMutexIDs(SharedLocksToRemove, A, Exp, D, VD);
1757         else
1758           Analyzer->getMutexIDs(ExclusiveLocksToRemove, A, Exp, D, VD);
1759
1760         CapDiagKind = ClassifyDiagnostic(A);
1761         break;
1762       }
1763
1764       case attr::RequiresCapability: {
1765         RequiresCapabilityAttr *A = cast<RequiresCapabilityAttr>(At);
1766         for (auto *Arg : A->args()) {
1767           warnIfMutexNotHeld(D, Exp, A->isShared() ? AK_Read : AK_Written, Arg,
1768                              POK_FunctionCall, ClassifyDiagnostic(A),
1769                              Exp->getExprLoc());
1770           // use for adopting a lock
1771           if (isScopedVar) {
1772             Analyzer->getMutexIDs(A->isShared() ? ScopedSharedReqs
1773                                                 : ScopedExclusiveReqs,
1774                                   A, Exp, D, VD);
1775           }
1776         }
1777         break;
1778       }
1779
1780       case attr::LocksExcluded: {
1781         LocksExcludedAttr *A = cast<LocksExcludedAttr>(At);
1782         for (auto *Arg : A->args())
1783           warnIfMutexHeld(D, Exp, Arg, ClassifyDiagnostic(A));
1784         break;
1785       }
1786
1787       // Ignore attributes unrelated to thread-safety
1788       default:
1789         break;
1790     }
1791   }
1792
1793   // Add locks.
1794   for (const auto &M : ExclusiveLocksToAdd)
1795     Analyzer->addLock(FSet, llvm::make_unique<LockableFactEntry>(
1796                                 M, LK_Exclusive, Loc, isScopedVar),
1797                       CapDiagKind);
1798   for (const auto &M : SharedLocksToAdd)
1799     Analyzer->addLock(FSet, llvm::make_unique<LockableFactEntry>(
1800                                 M, LK_Shared, Loc, isScopedVar),
1801                       CapDiagKind);
1802
1803   if (isScopedVar) {
1804     // Add the managing object as a dummy mutex, mapped to the underlying mutex.
1805     SourceLocation MLoc = VD->getLocation();
1806     DeclRefExpr DRE(VD, false, VD->getType(), VK_LValue, VD->getLocation());
1807     // FIXME: does this store a pointer to DRE?
1808     CapabilityExpr Scp = Analyzer->SxBuilder.translateAttrExpr(&DRE, nullptr);
1809
1810     std::copy(ScopedExclusiveReqs.begin(), ScopedExclusiveReqs.end(),
1811               std::back_inserter(ExclusiveLocksToAdd));
1812     std::copy(ScopedSharedReqs.begin(), ScopedSharedReqs.end(),
1813               std::back_inserter(SharedLocksToAdd));
1814     Analyzer->addLock(FSet,
1815                       llvm::make_unique<ScopedLockableFactEntry>(
1816                           Scp, MLoc, ExclusiveLocksToAdd, SharedLocksToAdd),
1817                       CapDiagKind);
1818   }
1819
1820   // Remove locks.
1821   // FIXME -- should only fully remove if the attribute refers to 'this'.
1822   bool Dtor = isa<CXXDestructorDecl>(D);
1823   for (const auto &M : ExclusiveLocksToRemove)
1824     Analyzer->removeLock(FSet, M, Loc, Dtor, LK_Exclusive, CapDiagKind);
1825   for (const auto &M : SharedLocksToRemove)
1826     Analyzer->removeLock(FSet, M, Loc, Dtor, LK_Shared, CapDiagKind);
1827   for (const auto &M : GenericLocksToRemove)
1828     Analyzer->removeLock(FSet, M, Loc, Dtor, LK_Generic, CapDiagKind);
1829 }
1830
1831
1832 /// \brief For unary operations which read and write a variable, we need to
1833 /// check whether we hold any required mutexes. Reads are checked in
1834 /// VisitCastExpr.
1835 void BuildLockset::VisitUnaryOperator(UnaryOperator *UO) {
1836   switch (UO->getOpcode()) {
1837     case clang::UO_PostDec:
1838     case clang::UO_PostInc:
1839     case clang::UO_PreDec:
1840     case clang::UO_PreInc: {
1841       checkAccess(UO->getSubExpr(), AK_Written);
1842       break;
1843     }
1844     default:
1845       break;
1846   }
1847 }
1848
1849 /// For binary operations which assign to a variable (writes), we need to check
1850 /// whether we hold any required mutexes.
1851 /// FIXME: Deal with non-primitive types.
1852 void BuildLockset::VisitBinaryOperator(BinaryOperator *BO) {
1853   if (!BO->isAssignmentOp())
1854     return;
1855
1856   // adjust the context
1857   LVarCtx = Analyzer->LocalVarMap.getNextContext(CtxIndex, BO, LVarCtx);
1858
1859   checkAccess(BO->getLHS(), AK_Written);
1860 }
1861
1862
1863 /// Whenever we do an LValue to Rvalue cast, we are reading a variable and
1864 /// need to ensure we hold any required mutexes.
1865 /// FIXME: Deal with non-primitive types.
1866 void BuildLockset::VisitCastExpr(CastExpr *CE) {
1867   if (CE->getCastKind() != CK_LValueToRValue)
1868     return;
1869   checkAccess(CE->getSubExpr(), AK_Read);
1870 }
1871
1872
1873 void BuildLockset::VisitCallExpr(CallExpr *Exp) {
1874   bool ExamineArgs = true;
1875   bool OperatorFun = false;
1876
1877   if (CXXMemberCallExpr *CE = dyn_cast<CXXMemberCallExpr>(Exp)) {
1878     MemberExpr *ME = dyn_cast<MemberExpr>(CE->getCallee());
1879     // ME can be null when calling a method pointer
1880     CXXMethodDecl *MD = CE->getMethodDecl();
1881
1882     if (ME && MD) {
1883       if (ME->isArrow()) {
1884         if (MD->isConst()) {
1885           checkPtAccess(CE->getImplicitObjectArgument(), AK_Read);
1886         } else {  // FIXME -- should be AK_Written
1887           checkPtAccess(CE->getImplicitObjectArgument(), AK_Read);
1888         }
1889       } else {
1890         if (MD->isConst())
1891           checkAccess(CE->getImplicitObjectArgument(), AK_Read);
1892         else     // FIXME -- should be AK_Written
1893           checkAccess(CE->getImplicitObjectArgument(), AK_Read);
1894       }
1895     }
1896   } else if (CXXOperatorCallExpr *OE = dyn_cast<CXXOperatorCallExpr>(Exp)) {
1897     OperatorFun = true;
1898
1899     auto OEop = OE->getOperator();
1900     switch (OEop) {
1901       case OO_Equal: {
1902         ExamineArgs = false;
1903         const Expr *Target = OE->getArg(0);
1904         const Expr *Source = OE->getArg(1);
1905         checkAccess(Target, AK_Written);
1906         checkAccess(Source, AK_Read);
1907         break;
1908       }
1909       case OO_Star:
1910       case OO_Arrow:
1911       case OO_Subscript: {
1912         const Expr *Obj = OE->getArg(0);
1913         checkAccess(Obj, AK_Read);
1914         if (!(OEop == OO_Star && OE->getNumArgs() > 1)) {
1915           // Grrr.  operator* can be multiplication...
1916           checkPtAccess(Obj, AK_Read);
1917         }
1918         break;
1919       }
1920       default: {
1921         // TODO: get rid of this, and rely on pass-by-ref instead.
1922         const Expr *Obj = OE->getArg(0);
1923         checkAccess(Obj, AK_Read);
1924         break;
1925       }
1926     }
1927   }
1928
1929
1930   if (ExamineArgs) {
1931     if (FunctionDecl *FD = Exp->getDirectCallee()) {
1932       unsigned Fn = FD->getNumParams();
1933       unsigned Cn = Exp->getNumArgs();
1934       unsigned Skip = 0;
1935
1936       unsigned i = 0;
1937       if (OperatorFun) {
1938         if (isa<CXXMethodDecl>(FD)) {
1939           // First arg in operator call is implicit self argument,
1940           // and doesn't appear in the FunctionDecl.
1941           Skip = 1;
1942           Cn--;
1943         } else {
1944           // Ignore the first argument of operators; it's been checked above.
1945           i = 1;
1946         }
1947       }
1948       // Ignore default arguments
1949       unsigned n = (Fn < Cn) ? Fn : Cn;
1950
1951       for (; i < n; ++i) {
1952         ParmVarDecl* Pvd = FD->getParamDecl(i);
1953         Expr* Arg = Exp->getArg(i+Skip);
1954         QualType Qt = Pvd->getType();
1955         if (Qt->isReferenceType())
1956           checkAccess(Arg, AK_Read, POK_PassByRef);
1957       }
1958     }
1959   }
1960
1961   NamedDecl *D = dyn_cast_or_null<NamedDecl>(Exp->getCalleeDecl());
1962   if(!D || !D->hasAttrs())
1963     return;
1964   handleCall(Exp, D);
1965 }
1966
1967 void BuildLockset::VisitCXXConstructExpr(CXXConstructExpr *Exp) {
1968   const CXXConstructorDecl *D = Exp->getConstructor();
1969   if (D && D->isCopyConstructor()) {
1970     const Expr* Source = Exp->getArg(0);
1971     checkAccess(Source, AK_Read);
1972   }
1973   // FIXME -- only handles constructors in DeclStmt below.
1974 }
1975
1976 void BuildLockset::VisitDeclStmt(DeclStmt *S) {
1977   // adjust the context
1978   LVarCtx = Analyzer->LocalVarMap.getNextContext(CtxIndex, S, LVarCtx);
1979
1980   for (auto *D : S->getDeclGroup()) {
1981     if (VarDecl *VD = dyn_cast_or_null<VarDecl>(D)) {
1982       Expr *E = VD->getInit();
1983       // handle constructors that involve temporaries
1984       if (ExprWithCleanups *EWC = dyn_cast_or_null<ExprWithCleanups>(E))
1985         E = EWC->getSubExpr();
1986
1987       if (CXXConstructExpr *CE = dyn_cast_or_null<CXXConstructExpr>(E)) {
1988         NamedDecl *CtorD = dyn_cast_or_null<NamedDecl>(CE->getConstructor());
1989         if (!CtorD || !CtorD->hasAttrs())
1990           return;
1991         handleCall(CE, CtorD, VD);
1992       }
1993     }
1994   }
1995 }
1996
1997
1998
1999 /// \brief Compute the intersection of two locksets and issue warnings for any
2000 /// locks in the symmetric difference.
2001 ///
2002 /// This function is used at a merge point in the CFG when comparing the lockset
2003 /// of each branch being merged. For example, given the following sequence:
2004 /// A; if () then B; else C; D; we need to check that the lockset after B and C
2005 /// are the same. In the event of a difference, we use the intersection of these
2006 /// two locksets at the start of D.
2007 ///
2008 /// \param FSet1 The first lockset.
2009 /// \param FSet2 The second lockset.
2010 /// \param JoinLoc The location of the join point for error reporting
2011 /// \param LEK1 The error message to report if a mutex is missing from LSet1
2012 /// \param LEK2 The error message to report if a mutex is missing from Lset2
2013 void ThreadSafetyAnalyzer::intersectAndWarn(FactSet &FSet1,
2014                                             const FactSet &FSet2,
2015                                             SourceLocation JoinLoc,
2016                                             LockErrorKind LEK1,
2017                                             LockErrorKind LEK2,
2018                                             bool Modify) {
2019   FactSet FSet1Orig = FSet1;
2020
2021   // Find locks in FSet2 that conflict or are not in FSet1, and warn.
2022   for (const auto &Fact : FSet2) {
2023     const FactEntry *LDat1 = nullptr;
2024     const FactEntry *LDat2 = &FactMan[Fact];
2025     FactSet::iterator Iter1  = FSet1.findLockIter(FactMan, *LDat2);
2026     if (Iter1 != FSet1.end()) LDat1 = &FactMan[*Iter1];
2027
2028     if (LDat1) {
2029       if (LDat1->kind() != LDat2->kind()) {
2030         Handler.handleExclusiveAndShared("mutex", LDat2->toString(),
2031                                          LDat2->loc(), LDat1->loc());
2032         if (Modify && LDat1->kind() != LK_Exclusive) {
2033           // Take the exclusive lock, which is the one in FSet2.
2034           *Iter1 = Fact;
2035         }
2036       }
2037       else if (Modify && LDat1->asserted() && !LDat2->asserted()) {
2038         // The non-asserted lock in FSet2 is the one we want to track.
2039         *Iter1 = Fact;
2040       }
2041     } else {
2042       LDat2->handleRemovalFromIntersection(FSet2, FactMan, JoinLoc, LEK1,
2043                                            Handler);
2044     }
2045   }
2046
2047   // Find locks in FSet1 that are not in FSet2, and remove them.
2048   for (const auto &Fact : FSet1Orig) {
2049     const FactEntry *LDat1 = &FactMan[Fact];
2050     const FactEntry *LDat2 = FSet2.findLock(FactMan, *LDat1);
2051
2052     if (!LDat2) {
2053       LDat1->handleRemovalFromIntersection(FSet1Orig, FactMan, JoinLoc, LEK2,
2054                                            Handler);
2055       if (Modify)
2056         FSet1.removeLock(FactMan, *LDat1);
2057     }
2058   }
2059 }
2060
2061
2062 // Return true if block B never continues to its successors.
2063 static bool neverReturns(const CFGBlock *B) {
2064   if (B->hasNoReturnElement())
2065     return true;
2066   if (B->empty())
2067     return false;
2068
2069   CFGElement Last = B->back();
2070   if (Optional<CFGStmt> S = Last.getAs<CFGStmt>()) {
2071     if (isa<CXXThrowExpr>(S->getStmt()))
2072       return true;
2073   }
2074   return false;
2075 }
2076
2077
2078 /// \brief Check a function's CFG for thread-safety violations.
2079 ///
2080 /// We traverse the blocks in the CFG, compute the set of mutexes that are held
2081 /// at the end of each block, and issue warnings for thread safety violations.
2082 /// Each block in the CFG is traversed exactly once.
2083 void ThreadSafetyAnalyzer::runAnalysis(AnalysisDeclContext &AC) {
2084   // TODO: this whole function needs be rewritten as a visitor for CFGWalker.
2085   // For now, we just use the walker to set things up.
2086   threadSafety::CFGWalker walker;
2087   if (!walker.init(AC))
2088     return;
2089
2090   // AC.dumpCFG(true);
2091   // threadSafety::printSCFG(walker);
2092
2093   CFG *CFGraph = walker.getGraph();
2094   const NamedDecl *D = walker.getDecl();
2095   const FunctionDecl *CurrentFunction = dyn_cast<FunctionDecl>(D);
2096   CurrentMethod = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D);
2097
2098   if (D->hasAttr<NoThreadSafetyAnalysisAttr>())
2099     return;
2100
2101   // FIXME: Do something a bit more intelligent inside constructor and
2102   // destructor code.  Constructors and destructors must assume unique access
2103   // to 'this', so checks on member variable access is disabled, but we should
2104   // still enable checks on other objects.
2105   if (isa<CXXConstructorDecl>(D))
2106     return;  // Don't check inside constructors.
2107   if (isa<CXXDestructorDecl>(D))
2108     return;  // Don't check inside destructors.
2109
2110   Handler.enterFunction(CurrentFunction);
2111
2112   BlockInfo.resize(CFGraph->getNumBlockIDs(),
2113     CFGBlockInfo::getEmptyBlockInfo(LocalVarMap));
2114
2115   // We need to explore the CFG via a "topological" ordering.
2116   // That way, we will be guaranteed to have information about required
2117   // predecessor locksets when exploring a new block.
2118   const PostOrderCFGView *SortedGraph = walker.getSortedGraph();
2119   PostOrderCFGView::CFGBlockSet VisitedBlocks(CFGraph);
2120
2121   // Mark entry block as reachable
2122   BlockInfo[CFGraph->getEntry().getBlockID()].Reachable = true;
2123
2124   // Compute SSA names for local variables
2125   LocalVarMap.traverseCFG(CFGraph, SortedGraph, BlockInfo);
2126
2127   // Fill in source locations for all CFGBlocks.
2128   findBlockLocations(CFGraph, SortedGraph, BlockInfo);
2129
2130   CapExprSet ExclusiveLocksAcquired;
2131   CapExprSet SharedLocksAcquired;
2132   CapExprSet LocksReleased;
2133
2134   // Add locks from exclusive_locks_required and shared_locks_required
2135   // to initial lockset. Also turn off checking for lock and unlock functions.
2136   // FIXME: is there a more intelligent way to check lock/unlock functions?
2137   if (!SortedGraph->empty() && D->hasAttrs()) {
2138     const CFGBlock *FirstBlock = *SortedGraph->begin();
2139     FactSet &InitialLockset = BlockInfo[FirstBlock->getBlockID()].EntrySet;
2140
2141     CapExprSet ExclusiveLocksToAdd;
2142     CapExprSet SharedLocksToAdd;
2143     StringRef CapDiagKind = "mutex";
2144
2145     SourceLocation Loc = D->getLocation();
2146     for (const auto *Attr : D->attrs()) {
2147       Loc = Attr->getLocation();
2148       if (const auto *A = dyn_cast<RequiresCapabilityAttr>(Attr)) {
2149         getMutexIDs(A->isShared() ? SharedLocksToAdd : ExclusiveLocksToAdd, A,
2150                     nullptr, D);
2151         CapDiagKind = ClassifyDiagnostic(A);
2152       } else if (const auto *A = dyn_cast<ReleaseCapabilityAttr>(Attr)) {
2153         // UNLOCK_FUNCTION() is used to hide the underlying lock implementation.
2154         // We must ignore such methods.
2155         if (A->args_size() == 0)
2156           return;
2157         // FIXME -- deal with exclusive vs. shared unlock functions?
2158         getMutexIDs(ExclusiveLocksToAdd, A, nullptr, D);
2159         getMutexIDs(LocksReleased, A, nullptr, D);
2160         CapDiagKind = ClassifyDiagnostic(A);
2161       } else if (const auto *A = dyn_cast<AcquireCapabilityAttr>(Attr)) {
2162         if (A->args_size() == 0)
2163           return;
2164         getMutexIDs(A->isShared() ? SharedLocksAcquired
2165                                   : ExclusiveLocksAcquired,
2166                     A, nullptr, D);
2167         CapDiagKind = ClassifyDiagnostic(A);
2168       } else if (isa<ExclusiveTrylockFunctionAttr>(Attr)) {
2169         // Don't try to check trylock functions for now
2170         return;
2171       } else if (isa<SharedTrylockFunctionAttr>(Attr)) {
2172         // Don't try to check trylock functions for now
2173         return;
2174       }
2175     }
2176
2177     // FIXME -- Loc can be wrong here.
2178     for (const auto &Mu : ExclusiveLocksToAdd) {
2179       auto Entry = llvm::make_unique<LockableFactEntry>(Mu, LK_Exclusive, Loc);
2180       Entry->setDeclared(true);
2181       addLock(InitialLockset, std::move(Entry), CapDiagKind, true);
2182     }
2183     for (const auto &Mu : SharedLocksToAdd) {
2184       auto Entry = llvm::make_unique<LockableFactEntry>(Mu, LK_Shared, Loc);
2185       Entry->setDeclared(true);
2186       addLock(InitialLockset, std::move(Entry), CapDiagKind, true);
2187     }
2188   }
2189
2190   for (const auto *CurrBlock : *SortedGraph) {
2191     int CurrBlockID = CurrBlock->getBlockID();
2192     CFGBlockInfo *CurrBlockInfo = &BlockInfo[CurrBlockID];
2193
2194     // Use the default initial lockset in case there are no predecessors.
2195     VisitedBlocks.insert(CurrBlock);
2196
2197     // Iterate through the predecessor blocks and warn if the lockset for all
2198     // predecessors is not the same. We take the entry lockset of the current
2199     // block to be the intersection of all previous locksets.
2200     // FIXME: By keeping the intersection, we may output more errors in future
2201     // for a lock which is not in the intersection, but was in the union. We
2202     // may want to also keep the union in future. As an example, let's say
2203     // the intersection contains Mutex L, and the union contains L and M.
2204     // Later we unlock M. At this point, we would output an error because we
2205     // never locked M; although the real error is probably that we forgot to
2206     // lock M on all code paths. Conversely, let's say that later we lock M.
2207     // In this case, we should compare against the intersection instead of the
2208     // union because the real error is probably that we forgot to unlock M on
2209     // all code paths.
2210     bool LocksetInitialized = false;
2211     SmallVector<CFGBlock *, 8> SpecialBlocks;
2212     for (CFGBlock::const_pred_iterator PI = CurrBlock->pred_begin(),
2213          PE  = CurrBlock->pred_end(); PI != PE; ++PI) {
2214
2215       // if *PI -> CurrBlock is a back edge
2216       if (*PI == nullptr || !VisitedBlocks.alreadySet(*PI))
2217         continue;
2218
2219       int PrevBlockID = (*PI)->getBlockID();
2220       CFGBlockInfo *PrevBlockInfo = &BlockInfo[PrevBlockID];
2221
2222       // Ignore edges from blocks that can't return.
2223       if (neverReturns(*PI) || !PrevBlockInfo->Reachable)
2224         continue;
2225
2226       // Okay, we can reach this block from the entry.
2227       CurrBlockInfo->Reachable = true;
2228
2229       // If the previous block ended in a 'continue' or 'break' statement, then
2230       // a difference in locksets is probably due to a bug in that block, rather
2231       // than in some other predecessor. In that case, keep the other
2232       // predecessor's lockset.
2233       if (const Stmt *Terminator = (*PI)->getTerminator()) {
2234         if (isa<ContinueStmt>(Terminator) || isa<BreakStmt>(Terminator)) {
2235           SpecialBlocks.push_back(*PI);
2236           continue;
2237         }
2238       }
2239
2240       FactSet PrevLockset;
2241       getEdgeLockset(PrevLockset, PrevBlockInfo->ExitSet, *PI, CurrBlock);
2242
2243       if (!LocksetInitialized) {
2244         CurrBlockInfo->EntrySet = PrevLockset;
2245         LocksetInitialized = true;
2246       } else {
2247         intersectAndWarn(CurrBlockInfo->EntrySet, PrevLockset,
2248                          CurrBlockInfo->EntryLoc,
2249                          LEK_LockedSomePredecessors);
2250       }
2251     }
2252
2253     // Skip rest of block if it's not reachable.
2254     if (!CurrBlockInfo->Reachable)
2255       continue;
2256
2257     // Process continue and break blocks. Assume that the lockset for the
2258     // resulting block is unaffected by any discrepancies in them.
2259     for (const auto *PrevBlock : SpecialBlocks) {
2260       int PrevBlockID = PrevBlock->getBlockID();
2261       CFGBlockInfo *PrevBlockInfo = &BlockInfo[PrevBlockID];
2262
2263       if (!LocksetInitialized) {
2264         CurrBlockInfo->EntrySet = PrevBlockInfo->ExitSet;
2265         LocksetInitialized = true;
2266       } else {
2267         // Determine whether this edge is a loop terminator for diagnostic
2268         // purposes. FIXME: A 'break' statement might be a loop terminator, but
2269         // it might also be part of a switch. Also, a subsequent destructor
2270         // might add to the lockset, in which case the real issue might be a
2271         // double lock on the other path.
2272         const Stmt *Terminator = PrevBlock->getTerminator();
2273         bool IsLoop = Terminator && isa<ContinueStmt>(Terminator);
2274
2275         FactSet PrevLockset;
2276         getEdgeLockset(PrevLockset, PrevBlockInfo->ExitSet,
2277                        PrevBlock, CurrBlock);
2278
2279         // Do not update EntrySet.
2280         intersectAndWarn(CurrBlockInfo->EntrySet, PrevLockset,
2281                          PrevBlockInfo->ExitLoc,
2282                          IsLoop ? LEK_LockedSomeLoopIterations
2283                                 : LEK_LockedSomePredecessors,
2284                          false);
2285       }
2286     }
2287
2288     BuildLockset LocksetBuilder(this, *CurrBlockInfo);
2289
2290     // Visit all the statements in the basic block.
2291     for (CFGBlock::const_iterator BI = CurrBlock->begin(),
2292          BE = CurrBlock->end(); BI != BE; ++BI) {
2293       switch (BI->getKind()) {
2294         case CFGElement::Statement: {
2295           CFGStmt CS = BI->castAs<CFGStmt>();
2296           LocksetBuilder.Visit(const_cast<Stmt*>(CS.getStmt()));
2297           break;
2298         }
2299         // Ignore BaseDtor, MemberDtor, and TemporaryDtor for now.
2300         case CFGElement::AutomaticObjectDtor: {
2301           CFGAutomaticObjDtor AD = BI->castAs<CFGAutomaticObjDtor>();
2302           CXXDestructorDecl *DD = const_cast<CXXDestructorDecl *>(
2303               AD.getDestructorDecl(AC.getASTContext()));
2304           if (!DD->hasAttrs())
2305             break;
2306
2307           // Create a dummy expression,
2308           VarDecl *VD = const_cast<VarDecl*>(AD.getVarDecl());
2309           DeclRefExpr DRE(VD, false, VD->getType().getNonReferenceType(),
2310                           VK_LValue, AD.getTriggerStmt()->getLocEnd());
2311           LocksetBuilder.handleCall(&DRE, DD);
2312           break;
2313         }
2314         default:
2315           break;
2316       }
2317     }
2318     CurrBlockInfo->ExitSet = LocksetBuilder.FSet;
2319
2320     // For every back edge from CurrBlock (the end of the loop) to another block
2321     // (FirstLoopBlock) we need to check that the Lockset of Block is equal to
2322     // the one held at the beginning of FirstLoopBlock. We can look up the
2323     // Lockset held at the beginning of FirstLoopBlock in the EntryLockSets map.
2324     for (CFGBlock::const_succ_iterator SI = CurrBlock->succ_begin(),
2325          SE  = CurrBlock->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
2326
2327       // if CurrBlock -> *SI is *not* a back edge
2328       if (*SI == nullptr || !VisitedBlocks.alreadySet(*SI))
2329         continue;
2330
2331       CFGBlock *FirstLoopBlock = *SI;
2332       CFGBlockInfo *PreLoop = &BlockInfo[FirstLoopBlock->getBlockID()];
2333       CFGBlockInfo *LoopEnd = &BlockInfo[CurrBlockID];
2334       intersectAndWarn(LoopEnd->ExitSet, PreLoop->EntrySet,
2335                        PreLoop->EntryLoc,
2336                        LEK_LockedSomeLoopIterations,
2337                        false);
2338     }
2339   }
2340
2341   CFGBlockInfo *Initial = &BlockInfo[CFGraph->getEntry().getBlockID()];
2342   CFGBlockInfo *Final   = &BlockInfo[CFGraph->getExit().getBlockID()];
2343
2344   // Skip the final check if the exit block is unreachable.
2345   if (!Final->Reachable)
2346     return;
2347
2348   // By default, we expect all locks held on entry to be held on exit.
2349   FactSet ExpectedExitSet = Initial->EntrySet;
2350
2351   // Adjust the expected exit set by adding or removing locks, as declared
2352   // by *-LOCK_FUNCTION and UNLOCK_FUNCTION.  The intersect below will then
2353   // issue the appropriate warning.
2354   // FIXME: the location here is not quite right.
2355   for (const auto &Lock : ExclusiveLocksAcquired)
2356     ExpectedExitSet.addLock(FactMan, llvm::make_unique<LockableFactEntry>(
2357                                          Lock, LK_Exclusive, D->getLocation()));
2358   for (const auto &Lock : SharedLocksAcquired)
2359     ExpectedExitSet.addLock(FactMan, llvm::make_unique<LockableFactEntry>(
2360                                          Lock, LK_Shared, D->getLocation()));
2361   for (const auto &Lock : LocksReleased)
2362     ExpectedExitSet.removeLock(FactMan, Lock);
2363
2364   // FIXME: Should we call this function for all blocks which exit the function?
2365   intersectAndWarn(ExpectedExitSet, Final->ExitSet,
2366                    Final->ExitLoc,
2367                    LEK_LockedAtEndOfFunction,
2368                    LEK_NotLockedAtEndOfFunction,
2369                    false);
2370
2371   Handler.leaveFunction(CurrentFunction);
2372 }
2373
2374
2375 /// \brief Check a function's CFG for thread-safety violations.
2376 ///
2377 /// We traverse the blocks in the CFG, compute the set of mutexes that are held
2378 /// at the end of each block, and issue warnings for thread safety violations.
2379 /// Each block in the CFG is traversed exactly once.
2380 void threadSafety::runThreadSafetyAnalysis(AnalysisDeclContext &AC,
2381                                            ThreadSafetyHandler &Handler,
2382                                            BeforeSet **BSet) {
2383   if (!*BSet)
2384     *BSet = new BeforeSet;
2385   ThreadSafetyAnalyzer Analyzer(Handler, *BSet);
2386   Analyzer.runAnalysis(AC);
2387 }
2388
2389 void threadSafety::threadSafetyCleanup(BeforeSet *Cache) { delete Cache; }
2390
2391 /// \brief Helper function that returns a LockKind required for the given level
2392 /// of access.
2393 LockKind threadSafety::getLockKindFromAccessKind(AccessKind AK) {
2394   switch (AK) {
2395     case AK_Read :
2396       return LK_Shared;
2397     case AK_Written :
2398       return LK_Exclusive;
2399   }
2400   llvm_unreachable("Unknown AccessKind");
2401 }