]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/StaticAnalyzer/Core/RegionStore.cpp
MFV r353606: 10067 Miscellaneous man page typos
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / tools / clang / lib / StaticAnalyzer / Core / RegionStore.cpp
1 //== RegionStore.cpp - Field-sensitive store model --------------*- C++ -*--==//
2 //
3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6 //
7 //===----------------------------------------------------------------------===//
8 //
9 // This file defines a basic region store model. In this model, we do have field
10 // sensitivity. But we assume nothing about the heap shape. So recursive data
11 // structures are largely ignored. Basically we do 1-limiting analysis.
12 // Parameter pointers are assumed with no aliasing. Pointee objects of
13 // parameters are created lazily.
14 //
15 //===----------------------------------------------------------------------===//
16
17 #include "clang/AST/Attr.h"
18 #include "clang/AST/CharUnits.h"
19 #include "clang/ASTMatchers/ASTMatchFinder.h"
20 #include "clang/Analysis/Analyses/LiveVariables.h"
21 #include "clang/Analysis/AnalysisDeclContext.h"
22 #include "clang/Basic/JsonSupport.h"
23 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
24 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/AnalysisManager.h"
25 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/CallEvent.h"
26 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/MemRegion.h"
27 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/ProgramState.h"
28 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/ProgramStateTrait.h"
29 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/SubEngine.h"
30 #include "llvm/ADT/ImmutableMap.h"
31 #include "llvm/ADT/Optional.h"
32 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
33 #include <utility>
34
35 using namespace clang;
36 using namespace ento;
37
38 //===----------------------------------------------------------------------===//
39 // Representation of binding keys.
40 //===----------------------------------------------------------------------===//
41
42 namespace {
43 class BindingKey {
44 public:
45   enum Kind { Default = 0x0, Direct = 0x1 };
46 private:
47   enum { Symbolic = 0x2 };
48
49   llvm::PointerIntPair<const MemRegion *, 2> P;
50   uint64_t Data;
51
52   /// Create a key for a binding to region \p r, which has a symbolic offset
53   /// from region \p Base.
54   explicit BindingKey(const SubRegion *r, const SubRegion *Base, Kind k)
55     : P(r, k | Symbolic), Data(reinterpret_cast<uintptr_t>(Base)) {
56     assert(r && Base && "Must have known regions.");
57     assert(getConcreteOffsetRegion() == Base && "Failed to store base region");
58   }
59
60   /// Create a key for a binding at \p offset from base region \p r.
61   explicit BindingKey(const MemRegion *r, uint64_t offset, Kind k)
62     : P(r, k), Data(offset) {
63     assert(r && "Must have known regions.");
64     assert(getOffset() == offset && "Failed to store offset");
65     assert((r == r->getBaseRegion() || isa<ObjCIvarRegion>(r) ||
66             isa <CXXDerivedObjectRegion>(r)) &&
67            "Not a base");
68   }
69 public:
70
71   bool isDirect() const { return P.getInt() & Direct; }
72   bool hasSymbolicOffset() const { return P.getInt() & Symbolic; }
73
74   const MemRegion *getRegion() const { return P.getPointer(); }
75   uint64_t getOffset() const {
76     assert(!hasSymbolicOffset());
77     return Data;
78   }
79
80   const SubRegion *getConcreteOffsetRegion() const {
81     assert(hasSymbolicOffset());
82     return reinterpret_cast<const SubRegion *>(static_cast<uintptr_t>(Data));
83   }
84
85   const MemRegion *getBaseRegion() const {
86     if (hasSymbolicOffset())
87       return getConcreteOffsetRegion()->getBaseRegion();
88     return getRegion()->getBaseRegion();
89   }
90
91   void Profile(llvm::FoldingSetNodeID& ID) const {
92     ID.AddPointer(P.getOpaqueValue());
93     ID.AddInteger(Data);
94   }
95
96   static BindingKey Make(const MemRegion *R, Kind k);
97
98   bool operator<(const BindingKey &X) const {
99     if (P.getOpaqueValue() < X.P.getOpaqueValue())
100       return true;
101     if (P.getOpaqueValue() > X.P.getOpaqueValue())
102       return false;
103     return Data < X.Data;
104   }
105
106   bool operator==(const BindingKey &X) const {
107     return P.getOpaqueValue() == X.P.getOpaqueValue() &&
108            Data == X.Data;
109   }
110
111   void dump() const;
112 };
113 } // end anonymous namespace
114
115 BindingKey BindingKey::Make(const MemRegion *R, Kind k) {
116   const RegionOffset &RO = R->getAsOffset();
117   if (RO.hasSymbolicOffset())
118     return BindingKey(cast<SubRegion>(R), cast<SubRegion>(RO.getRegion()), k);
119
120   return BindingKey(RO.getRegion(), RO.getOffset(), k);
121 }
122
123 namespace llvm {
124 static inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &Out, BindingKey K) {
125   Out << "\"kind\": \"" << (K.isDirect() ? "Direct" : "Default")
126       << "\", \"offset\": ";
127
128   if (!K.hasSymbolicOffset())
129     Out << K.getOffset();
130   else
131     Out << "null";
132
133   return Out;
134 }
135
136 } // namespace llvm
137
138 LLVM_DUMP_METHOD void BindingKey::dump() const { llvm::errs() << *this; }
139
140 //===----------------------------------------------------------------------===//
141 // Actual Store type.
142 //===----------------------------------------------------------------------===//
143
144 typedef llvm::ImmutableMap<BindingKey, SVal>    ClusterBindings;
145 typedef llvm::ImmutableMapRef<BindingKey, SVal> ClusterBindingsRef;
146 typedef std::pair<BindingKey, SVal> BindingPair;
147
148 typedef llvm::ImmutableMap<const MemRegion *, ClusterBindings>
149         RegionBindings;
150
151 namespace {
152 class RegionBindingsRef : public llvm::ImmutableMapRef<const MemRegion *,
153                                  ClusterBindings> {
154   ClusterBindings::Factory *CBFactory;
155
156 public:
157   typedef llvm::ImmutableMapRef<const MemRegion *, ClusterBindings>
158           ParentTy;
159
160   RegionBindingsRef(ClusterBindings::Factory &CBFactory,
161                     const RegionBindings::TreeTy *T,
162                     RegionBindings::TreeTy::Factory *F)
163       : llvm::ImmutableMapRef<const MemRegion *, ClusterBindings>(T, F),
164         CBFactory(&CBFactory) {}
165
166   RegionBindingsRef(const ParentTy &P, ClusterBindings::Factory &CBFactory)
167       : llvm::ImmutableMapRef<const MemRegion *, ClusterBindings>(P),
168         CBFactory(&CBFactory) {}
169
170   RegionBindingsRef add(key_type_ref K, data_type_ref D) const {
171     return RegionBindingsRef(static_cast<const ParentTy *>(this)->add(K, D),
172                              *CBFactory);
173   }
174
175   RegionBindingsRef remove(key_type_ref K) const {
176     return RegionBindingsRef(static_cast<const ParentTy *>(this)->remove(K),
177                              *CBFactory);
178   }
179
180   RegionBindingsRef addBinding(BindingKey K, SVal V) const;
181
182   RegionBindingsRef addBinding(const MemRegion *R,
183                                BindingKey::Kind k, SVal V) const;
184
185   const SVal *lookup(BindingKey K) const;
186   const SVal *lookup(const MemRegion *R, BindingKey::Kind k) const;
187   using llvm::ImmutableMapRef<const MemRegion *, ClusterBindings>::lookup;
188
189   RegionBindingsRef removeBinding(BindingKey K);
190
191   RegionBindingsRef removeBinding(const MemRegion *R,
192                                   BindingKey::Kind k);
193
194   RegionBindingsRef removeBinding(const MemRegion *R) {
195     return removeBinding(R, BindingKey::Direct).
196            removeBinding(R, BindingKey::Default);
197   }
198
199   Optional<SVal> getDirectBinding(const MemRegion *R) const;
200
201   /// getDefaultBinding - Returns an SVal* representing an optional default
202   ///  binding associated with a region and its subregions.
203   Optional<SVal> getDefaultBinding(const MemRegion *R) const;
204
205   /// Return the internal tree as a Store.
206   Store asStore() const {
207     return asImmutableMap().getRootWithoutRetain();
208   }
209
210   void printJson(raw_ostream &Out, const char *NL = "\n",
211                  unsigned int Space = 0, bool IsDot = false) const {
212     for (iterator I = begin(); I != end(); ++I) {
213       // TODO: We might need a .printJson for I.getKey() as well.
214       Indent(Out, Space, IsDot)
215           << "{ \"cluster\": \"" << I.getKey() << "\", \"pointer\": \""
216           << (const void *)I.getKey() << "\", \"items\": [" << NL;
217
218       ++Space;
219       const ClusterBindings &CB = I.getData();
220       for (ClusterBindings::iterator CI = CB.begin(); CI != CB.end(); ++CI) {
221         Indent(Out, Space, IsDot) << "{ " << CI.getKey() << ", \"value\": ";
222         CI.getData().printJson(Out, /*AddQuotes=*/true);
223         Out << " }";
224         if (std::next(CI) != CB.end())
225           Out << ',';
226         Out << NL;
227       }
228
229       --Space;
230       Indent(Out, Space, IsDot) << "]}";
231       if (std::next(I) != end())
232         Out << ',';
233       Out << NL;
234     }
235   }
236
237   LLVM_DUMP_METHOD void dump() const { printJson(llvm::errs()); }
238 };
239 } // end anonymous namespace
240
241 typedef const RegionBindingsRef& RegionBindingsConstRef;
242
243 Optional<SVal> RegionBindingsRef::getDirectBinding(const MemRegion *R) const {
244   return Optional<SVal>::create(lookup(R, BindingKey::Direct));
245 }
246
247 Optional<SVal> RegionBindingsRef::getDefaultBinding(const MemRegion *R) const {
248   return Optional<SVal>::create(lookup(R, BindingKey::Default));
249 }
250
251 RegionBindingsRef RegionBindingsRef::addBinding(BindingKey K, SVal V) const {
252   const MemRegion *Base = K.getBaseRegion();
253
254   const ClusterBindings *ExistingCluster = lookup(Base);
255   ClusterBindings Cluster =
256       (ExistingCluster ? *ExistingCluster : CBFactory->getEmptyMap());
257
258   ClusterBindings NewCluster = CBFactory->add(Cluster, K, V);
259   return add(Base, NewCluster);
260 }
261
262
263 RegionBindingsRef RegionBindingsRef::addBinding(const MemRegion *R,
264                                                 BindingKey::Kind k,
265                                                 SVal V) const {
266   return addBinding(BindingKey::Make(R, k), V);
267 }
268
269 const SVal *RegionBindingsRef::lookup(BindingKey K) const {
270   const ClusterBindings *Cluster = lookup(K.getBaseRegion());
271   if (!Cluster)
272     return nullptr;
273   return Cluster->lookup(K);
274 }
275
276 const SVal *RegionBindingsRef::lookup(const MemRegion *R,
277                                       BindingKey::Kind k) const {
278   return lookup(BindingKey::Make(R, k));
279 }
280
281 RegionBindingsRef RegionBindingsRef::removeBinding(BindingKey K) {
282   const MemRegion *Base = K.getBaseRegion();
283   const ClusterBindings *Cluster = lookup(Base);
284   if (!Cluster)
285     return *this;
286
287   ClusterBindings NewCluster = CBFactory->remove(*Cluster, K);
288   if (NewCluster.isEmpty())
289     return remove(Base);
290   return add(Base, NewCluster);
291 }
292
293 RegionBindingsRef RegionBindingsRef::removeBinding(const MemRegion *R,
294                                                 BindingKey::Kind k){
295   return removeBinding(BindingKey::Make(R, k));
296 }
297
298 //===----------------------------------------------------------------------===//
299 // Fine-grained control of RegionStoreManager.
300 //===----------------------------------------------------------------------===//
301
302 namespace {
303 struct minimal_features_tag {};
304 struct maximal_features_tag {};
305
306 class RegionStoreFeatures {
307   bool SupportsFields;
308 public:
309   RegionStoreFeatures(minimal_features_tag) :
310     SupportsFields(false) {}
311
312   RegionStoreFeatures(maximal_features_tag) :
313     SupportsFields(true) {}
314
315   void enableFields(bool t) { SupportsFields = t; }
316
317   bool supportsFields() const { return SupportsFields; }
318 };
319 }
320
321 //===----------------------------------------------------------------------===//
322 // Main RegionStore logic.
323 //===----------------------------------------------------------------------===//
324
325 namespace {
326 class InvalidateRegionsWorker;
327
328 class RegionStoreManager : public StoreManager {
329 public:
330   const RegionStoreFeatures Features;
331
332   RegionBindings::Factory RBFactory;
333   mutable ClusterBindings::Factory CBFactory;
334
335   typedef std::vector<SVal> SValListTy;
336 private:
337   typedef llvm::DenseMap<const LazyCompoundValData *,
338                          SValListTy> LazyBindingsMapTy;
339   LazyBindingsMapTy LazyBindingsMap;
340
341   /// The largest number of fields a struct can have and still be
342   /// considered "small".
343   ///
344   /// This is currently used to decide whether or not it is worth "forcing" a
345   /// LazyCompoundVal on bind.
346   ///
347   /// This is controlled by 'region-store-small-struct-limit' option.
348   /// To disable all small-struct-dependent behavior, set the option to "0".
349   unsigned SmallStructLimit;
350
351   /// A helper used to populate the work list with the given set of
352   /// regions.
353   void populateWorkList(InvalidateRegionsWorker &W,
354                         ArrayRef<SVal> Values,
355                         InvalidatedRegions *TopLevelRegions);
356
357 public:
358   RegionStoreManager(ProgramStateManager& mgr, const RegionStoreFeatures &f)
359     : StoreManager(mgr), Features(f),
360       RBFactory(mgr.getAllocator()), CBFactory(mgr.getAllocator()),
361       SmallStructLimit(0) {
362     SubEngine &Eng = StateMgr.getOwningEngine();
363     AnalyzerOptions &Options = Eng.getAnalysisManager().options;
364     SmallStructLimit = Options.RegionStoreSmallStructLimit;
365   }
366
367
368   /// setImplicitDefaultValue - Set the default binding for the provided
369   ///  MemRegion to the value implicitly defined for compound literals when
370   ///  the value is not specified.
371   RegionBindingsRef setImplicitDefaultValue(RegionBindingsConstRef B,
372                                             const MemRegion *R, QualType T);
373
374   /// ArrayToPointer - Emulates the "decay" of an array to a pointer
375   ///  type.  'Array' represents the lvalue of the array being decayed
376   ///  to a pointer, and the returned SVal represents the decayed
377   ///  version of that lvalue (i.e., a pointer to the first element of
378   ///  the array).  This is called by ExprEngine when evaluating
379   ///  casts from arrays to pointers.
380   SVal ArrayToPointer(Loc Array, QualType ElementTy) override;
381
382   StoreRef getInitialStore(const LocationContext *InitLoc) override {
383     return StoreRef(RBFactory.getEmptyMap().getRootWithoutRetain(), *this);
384   }
385
386   //===-------------------------------------------------------------------===//
387   // Binding values to regions.
388   //===-------------------------------------------------------------------===//
389   RegionBindingsRef invalidateGlobalRegion(MemRegion::Kind K,
390                                            const Expr *Ex,
391                                            unsigned Count,
392                                            const LocationContext *LCtx,
393                                            RegionBindingsRef B,
394                                            InvalidatedRegions *Invalidated);
395
396   StoreRef invalidateRegions(Store store,
397                              ArrayRef<SVal> Values,
398                              const Expr *E, unsigned Count,
399                              const LocationContext *LCtx,
400                              const CallEvent *Call,
401                              InvalidatedSymbols &IS,
402                              RegionAndSymbolInvalidationTraits &ITraits,
403                              InvalidatedRegions *Invalidated,
404                              InvalidatedRegions *InvalidatedTopLevel) override;
405
406   bool scanReachableSymbols(Store S, const MemRegion *R,
407                             ScanReachableSymbols &Callbacks) override;
408
409   RegionBindingsRef removeSubRegionBindings(RegionBindingsConstRef B,
410                                             const SubRegion *R);
411
412 public: // Part of public interface to class.
413
414   StoreRef Bind(Store store, Loc LV, SVal V) override {
415     return StoreRef(bind(getRegionBindings(store), LV, V).asStore(), *this);
416   }
417
418   RegionBindingsRef bind(RegionBindingsConstRef B, Loc LV, SVal V);
419
420   // BindDefaultInitial is only used to initialize a region with
421   // a default value.
422   StoreRef BindDefaultInitial(Store store, const MemRegion *R,
423                               SVal V) override {
424     RegionBindingsRef B = getRegionBindings(store);
425     // Use other APIs when you have to wipe the region that was initialized
426     // earlier.
427     assert(!(B.getDefaultBinding(R) || B.getDirectBinding(R)) &&
428            "Double initialization!");
429     B = B.addBinding(BindingKey::Make(R, BindingKey::Default), V);
430     return StoreRef(B.asImmutableMap().getRootWithoutRetain(), *this);
431   }
432
433   // BindDefaultZero is used for zeroing constructors that may accidentally
434   // overwrite existing bindings.
435   StoreRef BindDefaultZero(Store store, const MemRegion *R) override {
436     // FIXME: The offsets of empty bases can be tricky because of
437     // of the so called "empty base class optimization".
438     // If a base class has been optimized out
439     // we should not try to create a binding, otherwise we should.
440     // Unfortunately, at the moment ASTRecordLayout doesn't expose
441     // the actual sizes of the empty bases
442     // and trying to infer them from offsets/alignments
443     // seems to be error-prone and non-trivial because of the trailing padding.
444     // As a temporary mitigation we don't create bindings for empty bases.
445     if (const auto *BR = dyn_cast<CXXBaseObjectRegion>(R))
446       if (BR->getDecl()->isEmpty())
447         return StoreRef(store, *this);
448
449     RegionBindingsRef B = getRegionBindings(store);
450     SVal V = svalBuilder.makeZeroVal(Ctx.CharTy);
451     B = removeSubRegionBindings(B, cast<SubRegion>(R));
452     B = B.addBinding(BindingKey::Make(R, BindingKey::Default), V);
453     return StoreRef(B.asImmutableMap().getRootWithoutRetain(), *this);
454   }
455
456   /// Attempt to extract the fields of \p LCV and bind them to the struct region
457   /// \p R.
458   ///
459   /// This path is used when it seems advantageous to "force" loading the values
460   /// within a LazyCompoundVal to bind memberwise to the struct region, rather
461   /// than using a Default binding at the base of the entire region. This is a
462   /// heuristic attempting to avoid building long chains of LazyCompoundVals.
463   ///
464   /// \returns The updated store bindings, or \c None if binding non-lazily
465   ///          would be too expensive.
466   Optional<RegionBindingsRef> tryBindSmallStruct(RegionBindingsConstRef B,
467                                                  const TypedValueRegion *R,
468                                                  const RecordDecl *RD,
469                                                  nonloc::LazyCompoundVal LCV);
470
471   /// BindStruct - Bind a compound value to a structure.
472   RegionBindingsRef bindStruct(RegionBindingsConstRef B,
473                                const TypedValueRegion* R, SVal V);
474
475   /// BindVector - Bind a compound value to a vector.
476   RegionBindingsRef bindVector(RegionBindingsConstRef B,
477                                const TypedValueRegion* R, SVal V);
478
479   RegionBindingsRef bindArray(RegionBindingsConstRef B,
480                               const TypedValueRegion* R,
481                               SVal V);
482
483   /// Clears out all bindings in the given region and assigns a new value
484   /// as a Default binding.
485   RegionBindingsRef bindAggregate(RegionBindingsConstRef B,
486                                   const TypedRegion *R,
487                                   SVal DefaultVal);
488
489   /// Create a new store with the specified binding removed.
490   /// \param ST the original store, that is the basis for the new store.
491   /// \param L the location whose binding should be removed.
492   StoreRef killBinding(Store ST, Loc L) override;
493
494   void incrementReferenceCount(Store store) override {
495     getRegionBindings(store).manualRetain();
496   }
497
498   /// If the StoreManager supports it, decrement the reference count of
499   /// the specified Store object.  If the reference count hits 0, the memory
500   /// associated with the object is recycled.
501   void decrementReferenceCount(Store store) override {
502     getRegionBindings(store).manualRelease();
503   }
504
505   bool includedInBindings(Store store, const MemRegion *region) const override;
506
507   /// Return the value bound to specified location in a given state.
508   ///
509   /// The high level logic for this method is this:
510   /// getBinding (L)
511   ///   if L has binding
512   ///     return L's binding
513   ///   else if L is in killset
514   ///     return unknown
515   ///   else
516   ///     if L is on stack or heap
517   ///       return undefined
518   ///     else
519   ///       return symbolic
520   SVal getBinding(Store S, Loc L, QualType T) override {
521     return getBinding(getRegionBindings(S), L, T);
522   }
523
524   Optional<SVal> getDefaultBinding(Store S, const MemRegion *R) override {
525     RegionBindingsRef B = getRegionBindings(S);
526     // Default bindings are always applied over a base region so look up the
527     // base region's default binding, otherwise the lookup will fail when R
528     // is at an offset from R->getBaseRegion().
529     return B.getDefaultBinding(R->getBaseRegion());
530   }
531
532   SVal getBinding(RegionBindingsConstRef B, Loc L, QualType T = QualType());
533
534   SVal getBindingForElement(RegionBindingsConstRef B, const ElementRegion *R);
535
536   SVal getBindingForField(RegionBindingsConstRef B, const FieldRegion *R);
537
538   SVal getBindingForObjCIvar(RegionBindingsConstRef B, const ObjCIvarRegion *R);
539
540   SVal getBindingForVar(RegionBindingsConstRef B, const VarRegion *R);
541
542   SVal getBindingForLazySymbol(const TypedValueRegion *R);
543
544   SVal getBindingForFieldOrElementCommon(RegionBindingsConstRef B,
545                                          const TypedValueRegion *R,
546                                          QualType Ty);
547
548   SVal getLazyBinding(const SubRegion *LazyBindingRegion,
549                       RegionBindingsRef LazyBinding);
550
551   /// Get bindings for the values in a struct and return a CompoundVal, used
552   /// when doing struct copy:
553   /// struct s x, y;
554   /// x = y;
555   /// y's value is retrieved by this method.
556   SVal getBindingForStruct(RegionBindingsConstRef B, const TypedValueRegion *R);
557   SVal getBindingForArray(RegionBindingsConstRef B, const TypedValueRegion *R);
558   NonLoc createLazyBinding(RegionBindingsConstRef B, const TypedValueRegion *R);
559
560   /// Used to lazily generate derived symbols for bindings that are defined
561   /// implicitly by default bindings in a super region.
562   ///
563   /// Note that callers may need to specially handle LazyCompoundVals, which
564   /// are returned as is in case the caller needs to treat them differently.
565   Optional<SVal> getBindingForDerivedDefaultValue(RegionBindingsConstRef B,
566                                                   const MemRegion *superR,
567                                                   const TypedValueRegion *R,
568                                                   QualType Ty);
569
570   /// Get the state and region whose binding this region \p R corresponds to.
571   ///
572   /// If there is no lazy binding for \p R, the returned value will have a null
573   /// \c second. Note that a null pointer can represents a valid Store.
574   std::pair<Store, const SubRegion *>
575   findLazyBinding(RegionBindingsConstRef B, const SubRegion *R,
576                   const SubRegion *originalRegion);
577
578   /// Returns the cached set of interesting SVals contained within a lazy
579   /// binding.
580   ///
581   /// The precise value of "interesting" is determined for the purposes of
582   /// RegionStore's internal analysis. It must always contain all regions and
583   /// symbols, but may omit constants and other kinds of SVal.
584   const SValListTy &getInterestingValues(nonloc::LazyCompoundVal LCV);
585
586   //===------------------------------------------------------------------===//
587   // State pruning.
588   //===------------------------------------------------------------------===//
589
590   /// removeDeadBindings - Scans the RegionStore of 'state' for dead values.
591   ///  It returns a new Store with these values removed.
592   StoreRef removeDeadBindings(Store store, const StackFrameContext *LCtx,
593                               SymbolReaper& SymReaper) override;
594
595   //===------------------------------------------------------------------===//
596   // Region "extents".
597   //===------------------------------------------------------------------===//
598
599   // FIXME: This method will soon be eliminated; see the note in Store.h.
600   DefinedOrUnknownSVal getSizeInElements(ProgramStateRef state,
601                                          const MemRegion* R,
602                                          QualType EleTy) override;
603
604   //===------------------------------------------------------------------===//
605   // Utility methods.
606   //===------------------------------------------------------------------===//
607
608   RegionBindingsRef getRegionBindings(Store store) const {
609     return RegionBindingsRef(CBFactory,
610                              static_cast<const RegionBindings::TreeTy*>(store),
611                              RBFactory.getTreeFactory());
612   }
613
614   void printJson(raw_ostream &Out, Store S, const char *NL = "\n",
615                  unsigned int Space = 0, bool IsDot = false) const override;
616
617   void iterBindings(Store store, BindingsHandler& f) override {
618     RegionBindingsRef B = getRegionBindings(store);
619     for (RegionBindingsRef::iterator I = B.begin(), E = B.end(); I != E; ++I) {
620       const ClusterBindings &Cluster = I.getData();
621       for (ClusterBindings::iterator CI = Cluster.begin(), CE = Cluster.end();
622            CI != CE; ++CI) {
623         const BindingKey &K = CI.getKey();
624         if (!K.isDirect())
625           continue;
626         if (const SubRegion *R = dyn_cast<SubRegion>(K.getRegion())) {
627           // FIXME: Possibly incorporate the offset?
628           if (!f.HandleBinding(*this, store, R, CI.getData()))
629             return;
630         }
631       }
632     }
633   }
634 };
635
636 } // end anonymous namespace
637
638 //===----------------------------------------------------------------------===//
639 // RegionStore creation.
640 //===----------------------------------------------------------------------===//
641
642 std::unique_ptr<StoreManager>
643 ento::CreateRegionStoreManager(ProgramStateManager &StMgr) {
644   RegionStoreFeatures F = maximal_features_tag();
645   return llvm::make_unique<RegionStoreManager>(StMgr, F);
646 }
647
648 std::unique_ptr<StoreManager>
649 ento::CreateFieldsOnlyRegionStoreManager(ProgramStateManager &StMgr) {
650   RegionStoreFeatures F = minimal_features_tag();
651   F.enableFields(true);
652   return llvm::make_unique<RegionStoreManager>(StMgr, F);
653 }
654
655
656 //===----------------------------------------------------------------------===//
657 // Region Cluster analysis.
658 //===----------------------------------------------------------------------===//
659
660 namespace {
661 /// Used to determine which global regions are automatically included in the
662 /// initial worklist of a ClusterAnalysis.
663 enum GlobalsFilterKind {
664   /// Don't include any global regions.
665   GFK_None,
666   /// Only include system globals.
667   GFK_SystemOnly,
668   /// Include all global regions.
669   GFK_All
670 };
671
672 template <typename DERIVED>
673 class ClusterAnalysis  {
674 protected:
675   typedef llvm::DenseMap<const MemRegion *, const ClusterBindings *> ClusterMap;
676   typedef const MemRegion * WorkListElement;
677   typedef SmallVector<WorkListElement, 10> WorkList;
678
679   llvm::SmallPtrSet<const ClusterBindings *, 16> Visited;
680
681   WorkList WL;
682
683   RegionStoreManager &RM;
684   ASTContext &Ctx;
685   SValBuilder &svalBuilder;
686
687   RegionBindingsRef B;
688
689
690 protected:
691   const ClusterBindings *getCluster(const MemRegion *R) {
692     return B.lookup(R);
693   }
694
695   /// Returns true if all clusters in the given memspace should be initially
696   /// included in the cluster analysis. Subclasses may provide their
697   /// own implementation.
698   bool includeEntireMemorySpace(const MemRegion *Base) {
699     return false;
700   }
701
702 public:
703   ClusterAnalysis(RegionStoreManager &rm, ProgramStateManager &StateMgr,
704                   RegionBindingsRef b)
705       : RM(rm), Ctx(StateMgr.getContext()),
706         svalBuilder(StateMgr.getSValBuilder()), B(std::move(b)) {}
707
708   RegionBindingsRef getRegionBindings() const { return B; }
709
710   bool isVisited(const MemRegion *R) {
711     return Visited.count(getCluster(R));
712   }
713
714   void GenerateClusters() {
715     // Scan the entire set of bindings and record the region clusters.
716     for (RegionBindingsRef::iterator RI = B.begin(), RE = B.end();
717          RI != RE; ++RI){
718       const MemRegion *Base = RI.getKey();
719
720       const ClusterBindings &Cluster = RI.getData();
721       assert(!Cluster.isEmpty() && "Empty clusters should be removed");
722       static_cast<DERIVED*>(this)->VisitAddedToCluster(Base, Cluster);
723
724       // If the base's memspace should be entirely invalidated, add the cluster
725       // to the workspace up front.
726       if (static_cast<DERIVED*>(this)->includeEntireMemorySpace(Base))
727         AddToWorkList(WorkListElement(Base), &Cluster);
728     }
729   }
730
731   bool AddToWorkList(WorkListElement E, const ClusterBindings *C) {
732     if (C && !Visited.insert(C).second)
733       return false;
734     WL.push_back(E);
735     return true;
736   }
737
738   bool AddToWorkList(const MemRegion *R) {
739     return static_cast<DERIVED*>(this)->AddToWorkList(R);
740   }
741
742   void RunWorkList() {
743     while (!WL.empty()) {
744       WorkListElement E = WL.pop_back_val();
745       const MemRegion *BaseR = E;
746
747       static_cast<DERIVED*>(this)->VisitCluster(BaseR, getCluster(BaseR));
748     }
749   }
750
751   void VisitAddedToCluster(const MemRegion *baseR, const ClusterBindings &C) {}
752   void VisitCluster(const MemRegion *baseR, const ClusterBindings *C) {}
753
754   void VisitCluster(const MemRegion *BaseR, const ClusterBindings *C,
755                     bool Flag) {
756     static_cast<DERIVED*>(this)->VisitCluster(BaseR, C);
757   }
758 };
759 }
760
761 //===----------------------------------------------------------------------===//
762 // Binding invalidation.
763 //===----------------------------------------------------------------------===//
764
765 bool RegionStoreManager::scanReachableSymbols(Store S, const MemRegion *R,
766                                               ScanReachableSymbols &Callbacks) {
767   assert(R == R->getBaseRegion() && "Should only be called for base regions");
768   RegionBindingsRef B = getRegionBindings(S);
769   const ClusterBindings *Cluster = B.lookup(R);
770
771   if (!Cluster)
772     return true;
773
774   for (ClusterBindings::iterator RI = Cluster->begin(), RE = Cluster->end();
775        RI != RE; ++RI) {
776     if (!Callbacks.scan(RI.getData()))
777       return false;
778   }
779
780   return true;
781 }
782
783 static inline bool isUnionField(const FieldRegion *FR) {
784   return FR->getDecl()->getParent()->isUnion();
785 }
786
787 typedef SmallVector<const FieldDecl *, 8> FieldVector;
788
789 static void getSymbolicOffsetFields(BindingKey K, FieldVector &Fields) {
790   assert(K.hasSymbolicOffset() && "Not implemented for concrete offset keys");
791
792   const MemRegion *Base = K.getConcreteOffsetRegion();
793   const MemRegion *R = K.getRegion();
794
795   while (R != Base) {
796     if (const FieldRegion *FR = dyn_cast<FieldRegion>(R))
797       if (!isUnionField(FR))
798         Fields.push_back(FR->getDecl());
799
800     R = cast<SubRegion>(R)->getSuperRegion();
801   }
802 }
803
804 static bool isCompatibleWithFields(BindingKey K, const FieldVector &Fields) {
805   assert(K.hasSymbolicOffset() && "Not implemented for concrete offset keys");
806
807   if (Fields.empty())
808     return true;
809
810   FieldVector FieldsInBindingKey;
811   getSymbolicOffsetFields(K, FieldsInBindingKey);
812
813   ptrdiff_t Delta = FieldsInBindingKey.size() - Fields.size();
814   if (Delta >= 0)
815     return std::equal(FieldsInBindingKey.begin() + Delta,
816                       FieldsInBindingKey.end(),
817                       Fields.begin());
818   else
819     return std::equal(FieldsInBindingKey.begin(), FieldsInBindingKey.end(),
820                       Fields.begin() - Delta);
821 }
822
823 /// Collects all bindings in \p Cluster that may refer to bindings within
824 /// \p Top.
825 ///
826 /// Each binding is a pair whose \c first is the key (a BindingKey) and whose
827 /// \c second is the value (an SVal).
828 ///
829 /// The \p IncludeAllDefaultBindings parameter specifies whether to include
830 /// default bindings that may extend beyond \p Top itself, e.g. if \p Top is
831 /// an aggregate within a larger aggregate with a default binding.
832 static void
833 collectSubRegionBindings(SmallVectorImpl<BindingPair> &Bindings,
834                          SValBuilder &SVB, const ClusterBindings &Cluster,
835                          const SubRegion *Top, BindingKey TopKey,
836                          bool IncludeAllDefaultBindings) {
837   FieldVector FieldsInSymbolicSubregions;
838   if (TopKey.hasSymbolicOffset()) {
839     getSymbolicOffsetFields(TopKey, FieldsInSymbolicSubregions);
840     Top = TopKey.getConcreteOffsetRegion();
841     TopKey = BindingKey::Make(Top, BindingKey::Default);
842   }
843
844   // Find the length (in bits) of the region being invalidated.
845   uint64_t Length = UINT64_MAX;
846   SVal Extent = Top->getExtent(SVB);
847   if (Optional<nonloc::ConcreteInt> ExtentCI =
848           Extent.getAs<nonloc::ConcreteInt>()) {
849     const llvm::APSInt &ExtentInt = ExtentCI->getValue();
850     assert(ExtentInt.isNonNegative() || ExtentInt.isUnsigned());
851     // Extents are in bytes but region offsets are in bits. Be careful!
852     Length = ExtentInt.getLimitedValue() * SVB.getContext().getCharWidth();
853   } else if (const FieldRegion *FR = dyn_cast<FieldRegion>(Top)) {
854     if (FR->getDecl()->isBitField())
855       Length = FR->getDecl()->getBitWidthValue(SVB.getContext());
856   }
857
858   for (ClusterBindings::iterator I = Cluster.begin(), E = Cluster.end();
859        I != E; ++I) {
860     BindingKey NextKey = I.getKey();
861     if (NextKey.getRegion() == TopKey.getRegion()) {
862       // FIXME: This doesn't catch the case where we're really invalidating a
863       // region with a symbolic offset. Example:
864       //      R: points[i].y
865       //   Next: points[0].x
866
867       if (NextKey.getOffset() > TopKey.getOffset() &&
868           NextKey.getOffset() - TopKey.getOffset() < Length) {
869         // Case 1: The next binding is inside the region we're invalidating.
870         // Include it.
871         Bindings.push_back(*I);
872
873       } else if (NextKey.getOffset() == TopKey.getOffset()) {
874         // Case 2: The next binding is at the same offset as the region we're
875         // invalidating. In this case, we need to leave default bindings alone,
876         // since they may be providing a default value for a regions beyond what
877         // we're invalidating.
878         // FIXME: This is probably incorrect; consider invalidating an outer
879         // struct whose first field is bound to a LazyCompoundVal.
880         if (IncludeAllDefaultBindings || NextKey.isDirect())
881           Bindings.push_back(*I);
882       }
883
884     } else if (NextKey.hasSymbolicOffset()) {
885       const MemRegion *Base = NextKey.getConcreteOffsetRegion();
886       if (Top->isSubRegionOf(Base) && Top != Base) {
887         // Case 3: The next key is symbolic and we just changed something within
888         // its concrete region. We don't know if the binding is still valid, so
889         // we'll be conservative and include it.
890         if (IncludeAllDefaultBindings || NextKey.isDirect())
891           if (isCompatibleWithFields(NextKey, FieldsInSymbolicSubregions))
892             Bindings.push_back(*I);
893       } else if (const SubRegion *BaseSR = dyn_cast<SubRegion>(Base)) {
894         // Case 4: The next key is symbolic, but we changed a known
895         // super-region. In this case the binding is certainly included.
896         if (BaseSR->isSubRegionOf(Top))
897           if (isCompatibleWithFields(NextKey, FieldsInSymbolicSubregions))
898             Bindings.push_back(*I);
899       }
900     }
901   }
902 }
903
904 static void
905 collectSubRegionBindings(SmallVectorImpl<BindingPair> &Bindings,
906                          SValBuilder &SVB, const ClusterBindings &Cluster,
907                          const SubRegion *Top, bool IncludeAllDefaultBindings) {
908   collectSubRegionBindings(Bindings, SVB, Cluster, Top,
909                            BindingKey::Make(Top, BindingKey::Default),
910                            IncludeAllDefaultBindings);
911 }
912
913 RegionBindingsRef
914 RegionStoreManager::removeSubRegionBindings(RegionBindingsConstRef B,
915                                             const SubRegion *Top) {
916   BindingKey TopKey = BindingKey::Make(Top, BindingKey::Default);
917   const MemRegion *ClusterHead = TopKey.getBaseRegion();
918
919   if (Top == ClusterHead) {
920     // We can remove an entire cluster's bindings all in one go.
921     return B.remove(Top);
922   }
923
924   const ClusterBindings *Cluster = B.lookup(ClusterHead);
925   if (!Cluster) {
926     // If we're invalidating a region with a symbolic offset, we need to make
927     // sure we don't treat the base region as uninitialized anymore.
928     if (TopKey.hasSymbolicOffset()) {
929       const SubRegion *Concrete = TopKey.getConcreteOffsetRegion();
930       return B.addBinding(Concrete, BindingKey::Default, UnknownVal());
931     }
932     return B;
933   }
934
935   SmallVector<BindingPair, 32> Bindings;
936   collectSubRegionBindings(Bindings, svalBuilder, *Cluster, Top, TopKey,
937                            /*IncludeAllDefaultBindings=*/false);
938
939   ClusterBindingsRef Result(*Cluster, CBFactory);
940   for (SmallVectorImpl<BindingPair>::const_iterator I = Bindings.begin(),
941                                                     E = Bindings.end();
942        I != E; ++I)
943     Result = Result.remove(I->first);
944
945   // If we're invalidating a region with a symbolic offset, we need to make sure
946   // we don't treat the base region as uninitialized anymore.
947   // FIXME: This isn't very precise; see the example in
948   // collectSubRegionBindings.
949   if (TopKey.hasSymbolicOffset()) {
950     const SubRegion *Concrete = TopKey.getConcreteOffsetRegion();
951     Result = Result.add(BindingKey::Make(Concrete, BindingKey::Default),
952                         UnknownVal());
953   }
954
955   if (Result.isEmpty())
956     return B.remove(ClusterHead);
957   return B.add(ClusterHead, Result.asImmutableMap());
958 }
959
960 namespace {
961 class InvalidateRegionsWorker : public ClusterAnalysis<InvalidateRegionsWorker>
962 {
963   const Expr *Ex;
964   unsigned Count;
965   const LocationContext *LCtx;
966   InvalidatedSymbols &IS;
967   RegionAndSymbolInvalidationTraits &ITraits;
968   StoreManager::InvalidatedRegions *Regions;
969   GlobalsFilterKind GlobalsFilter;
970 public:
971   InvalidateRegionsWorker(RegionStoreManager &rm,
972                           ProgramStateManager &stateMgr,
973                           RegionBindingsRef b,
974                           const Expr *ex, unsigned count,
975                           const LocationContext *lctx,
976                           InvalidatedSymbols &is,
977                           RegionAndSymbolInvalidationTraits &ITraitsIn,
978                           StoreManager::InvalidatedRegions *r,
979                           GlobalsFilterKind GFK)
980      : ClusterAnalysis<InvalidateRegionsWorker>(rm, stateMgr, b),
981        Ex(ex), Count(count), LCtx(lctx), IS(is), ITraits(ITraitsIn), Regions(r),
982        GlobalsFilter(GFK) {}
983
984   void VisitCluster(const MemRegion *baseR, const ClusterBindings *C);
985   void VisitBinding(SVal V);
986
987   using ClusterAnalysis::AddToWorkList;
988
989   bool AddToWorkList(const MemRegion *R);
990
991   /// Returns true if all clusters in the memory space for \p Base should be
992   /// be invalidated.
993   bool includeEntireMemorySpace(const MemRegion *Base);
994
995   /// Returns true if the memory space of the given region is one of the global
996   /// regions specially included at the start of invalidation.
997   bool isInitiallyIncludedGlobalRegion(const MemRegion *R);
998 };
999 }
1000
1001 bool InvalidateRegionsWorker::AddToWorkList(const MemRegion *R) {
1002   bool doNotInvalidateSuperRegion = ITraits.hasTrait(
1003       R, RegionAndSymbolInvalidationTraits::TK_DoNotInvalidateSuperRegion);
1004   const MemRegion *BaseR = doNotInvalidateSuperRegion ? R : R->getBaseRegion();
1005   return AddToWorkList(WorkListElement(BaseR), getCluster(BaseR));
1006 }
1007
1008 void InvalidateRegionsWorker::VisitBinding(SVal V) {
1009   // A symbol?  Mark it touched by the invalidation.
1010   if (SymbolRef Sym = V.getAsSymbol())
1011     IS.insert(Sym);
1012
1013   if (const MemRegion *R = V.getAsRegion()) {
1014     AddToWorkList(R);
1015     return;
1016   }
1017
1018   // Is it a LazyCompoundVal?  All references get invalidated as well.
1019   if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> LCS =
1020           V.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>()) {
1021
1022     const RegionStoreManager::SValListTy &Vals = RM.getInterestingValues(*LCS);
1023
1024     for (RegionStoreManager::SValListTy::const_iterator I = Vals.begin(),
1025                                                         E = Vals.end();
1026          I != E; ++I)
1027       VisitBinding(*I);
1028
1029     return;
1030   }
1031 }
1032
1033 void InvalidateRegionsWorker::VisitCluster(const MemRegion *baseR,
1034                                            const ClusterBindings *C) {
1035
1036   bool PreserveRegionsContents =
1037       ITraits.hasTrait(baseR,
1038                        RegionAndSymbolInvalidationTraits::TK_PreserveContents);
1039
1040   if (C) {
1041     for (ClusterBindings::iterator I = C->begin(), E = C->end(); I != E; ++I)
1042       VisitBinding(I.getData());
1043
1044     // Invalidate regions contents.
1045     if (!PreserveRegionsContents)
1046       B = B.remove(baseR);
1047   }
1048
1049   if (const auto *TO = dyn_cast<TypedValueRegion>(baseR)) {
1050     if (const auto *RD = TO->getValueType()->getAsCXXRecordDecl()) {
1051
1052       // Lambdas can affect all static local variables without explicitly
1053       // capturing those.
1054       // We invalidate all static locals referenced inside the lambda body.
1055       if (RD->isLambda() && RD->getLambdaCallOperator()->getBody()) {
1056         using namespace ast_matchers;
1057
1058         const char *DeclBind = "DeclBind";
1059         StatementMatcher RefToStatic = stmt(hasDescendant(declRefExpr(
1060               to(varDecl(hasStaticStorageDuration()).bind(DeclBind)))));
1061         auto Matches =
1062             match(RefToStatic, *RD->getLambdaCallOperator()->getBody(),
1063                   RD->getASTContext());
1064
1065         for (BoundNodes &Match : Matches) {
1066           auto *VD = Match.getNodeAs<VarDecl>(DeclBind);
1067           const VarRegion *ToInvalidate =
1068               RM.getRegionManager().getVarRegion(VD, LCtx);
1069           AddToWorkList(ToInvalidate);
1070         }
1071       }
1072     }
1073   }
1074
1075   // BlockDataRegion?  If so, invalidate captured variables that are passed
1076   // by reference.
1077   if (const BlockDataRegion *BR = dyn_cast<BlockDataRegion>(baseR)) {
1078     for (BlockDataRegion::referenced_vars_iterator
1079          BI = BR->referenced_vars_begin(), BE = BR->referenced_vars_end() ;
1080          BI != BE; ++BI) {
1081       const VarRegion *VR = BI.getCapturedRegion();
1082       const VarDecl *VD = VR->getDecl();
1083       if (VD->hasAttr<BlocksAttr>() || !VD->hasLocalStorage()) {
1084         AddToWorkList(VR);
1085       }
1086       else if (Loc::isLocType(VR->getValueType())) {
1087         // Map the current bindings to a Store to retrieve the value
1088         // of the binding.  If that binding itself is a region, we should
1089         // invalidate that region.  This is because a block may capture
1090         // a pointer value, but the thing pointed by that pointer may
1091         // get invalidated.
1092         SVal V = RM.getBinding(B, loc::MemRegionVal(VR));
1093         if (Optional<Loc> L = V.getAs<Loc>()) {
1094           if (const MemRegion *LR = L->getAsRegion())
1095             AddToWorkList(LR);
1096         }
1097       }
1098     }
1099     return;
1100   }
1101
1102   // Symbolic region?
1103   if (const SymbolicRegion *SR = dyn_cast<SymbolicRegion>(baseR))
1104     IS.insert(SR->getSymbol());
1105
1106   // Nothing else should be done in the case when we preserve regions context.
1107   if (PreserveRegionsContents)
1108     return;
1109
1110   // Otherwise, we have a normal data region. Record that we touched the region.
1111   if (Regions)
1112     Regions->push_back(baseR);
1113
1114   if (isa<AllocaRegion>(baseR) || isa<SymbolicRegion>(baseR)) {
1115     // Invalidate the region by setting its default value to
1116     // conjured symbol. The type of the symbol is irrelevant.
1117     DefinedOrUnknownSVal V =
1118       svalBuilder.conjureSymbolVal(baseR, Ex, LCtx, Ctx.IntTy, Count);
1119     B = B.addBinding(baseR, BindingKey::Default, V);
1120     return;
1121   }
1122
1123   if (!baseR->isBoundable())
1124     return;
1125
1126   const TypedValueRegion *TR = cast<TypedValueRegion>(baseR);
1127   QualType T = TR->getValueType();
1128
1129   if (isInitiallyIncludedGlobalRegion(baseR)) {
1130     // If the region is a global and we are invalidating all globals,
1131     // erasing the entry is good enough.  This causes all globals to be lazily
1132     // symbolicated from the same base symbol.
1133     return;
1134   }
1135
1136   if (T->isRecordType()) {
1137     // Invalidate the region by setting its default value to
1138     // conjured symbol. The type of the symbol is irrelevant.
1139     DefinedOrUnknownSVal V = svalBuilder.conjureSymbolVal(baseR, Ex, LCtx,
1140                                                           Ctx.IntTy, Count);
1141     B = B.addBinding(baseR, BindingKey::Default, V);
1142     return;
1143   }
1144
1145   if (const ArrayType *AT = Ctx.getAsArrayType(T)) {
1146     bool doNotInvalidateSuperRegion = ITraits.hasTrait(
1147         baseR,
1148         RegionAndSymbolInvalidationTraits::TK_DoNotInvalidateSuperRegion);
1149
1150     if (doNotInvalidateSuperRegion) {
1151       // We are not doing blank invalidation of the whole array region so we
1152       // have to manually invalidate each elements.
1153       Optional<uint64_t> NumElements;
1154
1155       // Compute lower and upper offsets for region within array.
1156       if (const ConstantArrayType *CAT = dyn_cast<ConstantArrayType>(AT))
1157         NumElements = CAT->getSize().getZExtValue();
1158       if (!NumElements) // We are not dealing with a constant size array
1159         goto conjure_default;
1160       QualType ElementTy = AT->getElementType();
1161       uint64_t ElemSize = Ctx.getTypeSize(ElementTy);
1162       const RegionOffset &RO = baseR->getAsOffset();
1163       const MemRegion *SuperR = baseR->getBaseRegion();
1164       if (RO.hasSymbolicOffset()) {
1165         // If base region has a symbolic offset,
1166         // we revert to invalidating the super region.
1167         if (SuperR)
1168           AddToWorkList(SuperR);
1169         goto conjure_default;
1170       }
1171
1172       uint64_t LowerOffset = RO.getOffset();
1173       uint64_t UpperOffset = LowerOffset + *NumElements * ElemSize;
1174       bool UpperOverflow = UpperOffset < LowerOffset;
1175
1176       // Invalidate regions which are within array boundaries,
1177       // or have a symbolic offset.
1178       if (!SuperR)
1179         goto conjure_default;
1180
1181       const ClusterBindings *C = B.lookup(SuperR);
1182       if (!C)
1183         goto conjure_default;
1184
1185       for (ClusterBindings::iterator I = C->begin(), E = C->end(); I != E;
1186            ++I) {
1187         const BindingKey &BK = I.getKey();
1188         Optional<uint64_t> ROffset =
1189             BK.hasSymbolicOffset() ? Optional<uint64_t>() : BK.getOffset();
1190
1191         // Check offset is not symbolic and within array's boundaries.
1192         // Handles arrays of 0 elements and of 0-sized elements as well.
1193         if (!ROffset ||
1194             ((*ROffset >= LowerOffset && *ROffset < UpperOffset) ||
1195              (UpperOverflow &&
1196               (*ROffset >= LowerOffset || *ROffset < UpperOffset)) ||
1197              (LowerOffset == UpperOffset && *ROffset == LowerOffset))) {
1198           B = B.removeBinding(I.getKey());
1199           // Bound symbolic regions need to be invalidated for dead symbol
1200           // detection.
1201           SVal V = I.getData();
1202           const MemRegion *R = V.getAsRegion();
1203           if (R && isa<SymbolicRegion>(R))
1204             VisitBinding(V);
1205         }
1206       }
1207     }
1208   conjure_default:
1209       // Set the default value of the array to conjured symbol.
1210     DefinedOrUnknownSVal V =
1211     svalBuilder.conjureSymbolVal(baseR, Ex, LCtx,
1212                                      AT->getElementType(), Count);
1213     B = B.addBinding(baseR, BindingKey::Default, V);
1214     return;
1215   }
1216
1217   DefinedOrUnknownSVal V = svalBuilder.conjureSymbolVal(baseR, Ex, LCtx,
1218                                                         T,Count);
1219   assert(SymbolManager::canSymbolicate(T) || V.isUnknown());
1220   B = B.addBinding(baseR, BindingKey::Direct, V);
1221 }
1222
1223 bool InvalidateRegionsWorker::isInitiallyIncludedGlobalRegion(
1224     const MemRegion *R) {
1225   switch (GlobalsFilter) {
1226   case GFK_None:
1227     return false;
1228   case GFK_SystemOnly:
1229     return isa<GlobalSystemSpaceRegion>(R->getMemorySpace());
1230   case GFK_All:
1231     return isa<NonStaticGlobalSpaceRegion>(R->getMemorySpace());
1232   }
1233
1234   llvm_unreachable("unknown globals filter");
1235 }
1236
1237 bool InvalidateRegionsWorker::includeEntireMemorySpace(const MemRegion *Base) {
1238   if (isInitiallyIncludedGlobalRegion(Base))
1239     return true;
1240
1241   const MemSpaceRegion *MemSpace = Base->getMemorySpace();
1242   return ITraits.hasTrait(MemSpace,
1243                           RegionAndSymbolInvalidationTraits::TK_EntireMemSpace);
1244 }
1245
1246 RegionBindingsRef
1247 RegionStoreManager::invalidateGlobalRegion(MemRegion::Kind K,
1248                                            const Expr *Ex,
1249                                            unsigned Count,
1250                                            const LocationContext *LCtx,
1251                                            RegionBindingsRef B,
1252                                            InvalidatedRegions *Invalidated) {
1253   // Bind the globals memory space to a new symbol that we will use to derive
1254   // the bindings for all globals.
1255   const GlobalsSpaceRegion *GS = MRMgr.getGlobalsRegion(K);
1256   SVal V = svalBuilder.conjureSymbolVal(/* symbolTag = */ (const void*) GS, Ex, LCtx,
1257                                         /* type does not matter */ Ctx.IntTy,
1258                                         Count);
1259
1260   B = B.removeBinding(GS)
1261        .addBinding(BindingKey::Make(GS, BindingKey::Default), V);
1262
1263   // Even if there are no bindings in the global scope, we still need to
1264   // record that we touched it.
1265   if (Invalidated)
1266     Invalidated->push_back(GS);
1267
1268   return B;
1269 }
1270
1271 void RegionStoreManager::populateWorkList(InvalidateRegionsWorker &W,
1272                                           ArrayRef<SVal> Values,
1273                                           InvalidatedRegions *TopLevelRegions) {
1274   for (ArrayRef<SVal>::iterator I = Values.begin(),
1275                                 E = Values.end(); I != E; ++I) {
1276     SVal V = *I;
1277     if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> LCS =
1278         V.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>()) {
1279
1280       const SValListTy &Vals = getInterestingValues(*LCS);
1281
1282       for (SValListTy::const_iterator I = Vals.begin(),
1283                                       E = Vals.end(); I != E; ++I) {
1284         // Note: the last argument is false here because these are
1285         // non-top-level regions.
1286         if (const MemRegion *R = (*I).getAsRegion())
1287           W.AddToWorkList(R);
1288       }
1289       continue;
1290     }
1291
1292     if (const MemRegion *R = V.getAsRegion()) {
1293       if (TopLevelRegions)
1294         TopLevelRegions->push_back(R);
1295       W.AddToWorkList(R);
1296       continue;
1297     }
1298   }
1299 }
1300
1301 StoreRef
1302 RegionStoreManager::invalidateRegions(Store store,
1303                                      ArrayRef<SVal> Values,
1304                                      const Expr *Ex, unsigned Count,
1305                                      const LocationContext *LCtx,
1306                                      const CallEvent *Call,
1307                                      InvalidatedSymbols &IS,
1308                                      RegionAndSymbolInvalidationTraits &ITraits,
1309                                      InvalidatedRegions *TopLevelRegions,
1310                                      InvalidatedRegions *Invalidated) {
1311   GlobalsFilterKind GlobalsFilter;
1312   if (Call) {
1313     if (Call->isInSystemHeader())
1314       GlobalsFilter = GFK_SystemOnly;
1315     else
1316       GlobalsFilter = GFK_All;
1317   } else {
1318     GlobalsFilter = GFK_None;
1319   }
1320
1321   RegionBindingsRef B = getRegionBindings(store);
1322   InvalidateRegionsWorker W(*this, StateMgr, B, Ex, Count, LCtx, IS, ITraits,
1323                             Invalidated, GlobalsFilter);
1324
1325   // Scan the bindings and generate the clusters.
1326   W.GenerateClusters();
1327
1328   // Add the regions to the worklist.
1329   populateWorkList(W, Values, TopLevelRegions);
1330
1331   W.RunWorkList();
1332
1333   // Return the new bindings.
1334   B = W.getRegionBindings();
1335
1336   // For calls, determine which global regions should be invalidated and
1337   // invalidate them. (Note that function-static and immutable globals are never
1338   // invalidated by this.)
1339   // TODO: This could possibly be more precise with modules.
1340   switch (GlobalsFilter) {
1341   case GFK_All:
1342     B = invalidateGlobalRegion(MemRegion::GlobalInternalSpaceRegionKind,
1343                                Ex, Count, LCtx, B, Invalidated);
1344     LLVM_FALLTHROUGH;
1345   case GFK_SystemOnly:
1346     B = invalidateGlobalRegion(MemRegion::GlobalSystemSpaceRegionKind,
1347                                Ex, Count, LCtx, B, Invalidated);
1348     LLVM_FALLTHROUGH;
1349   case GFK_None:
1350     break;
1351   }
1352
1353   return StoreRef(B.asStore(), *this);
1354 }
1355
1356 //===----------------------------------------------------------------------===//
1357 // Extents for regions.
1358 //===----------------------------------------------------------------------===//
1359
1360 DefinedOrUnknownSVal
1361 RegionStoreManager::getSizeInElements(ProgramStateRef state,
1362                                       const MemRegion *R,
1363                                       QualType EleTy) {
1364   SVal Size = cast<SubRegion>(R)->getExtent(svalBuilder);
1365   const llvm::APSInt *SizeInt = svalBuilder.getKnownValue(state, Size);
1366   if (!SizeInt)
1367     return UnknownVal();
1368
1369   CharUnits RegionSize = CharUnits::fromQuantity(SizeInt->getSExtValue());
1370
1371   if (Ctx.getAsVariableArrayType(EleTy)) {
1372     // FIXME: We need to track extra state to properly record the size
1373     // of VLAs.  Returning UnknownVal here, however, is a stop-gap so that
1374     // we don't have a divide-by-zero below.
1375     return UnknownVal();
1376   }
1377
1378   CharUnits EleSize = Ctx.getTypeSizeInChars(EleTy);
1379
1380   // If a variable is reinterpreted as a type that doesn't fit into a larger
1381   // type evenly, round it down.
1382   // This is a signed value, since it's used in arithmetic with signed indices.
1383   return svalBuilder.makeIntVal(RegionSize / EleSize,
1384                                 svalBuilder.getArrayIndexType());
1385 }
1386
1387 //===----------------------------------------------------------------------===//
1388 // Location and region casting.
1389 //===----------------------------------------------------------------------===//
1390
1391 /// ArrayToPointer - Emulates the "decay" of an array to a pointer
1392 ///  type.  'Array' represents the lvalue of the array being decayed
1393 ///  to a pointer, and the returned SVal represents the decayed
1394 ///  version of that lvalue (i.e., a pointer to the first element of
1395 ///  the array).  This is called by ExprEngine when evaluating casts
1396 ///  from arrays to pointers.
1397 SVal RegionStoreManager::ArrayToPointer(Loc Array, QualType T) {
1398   if (Array.getAs<loc::ConcreteInt>())
1399     return Array;
1400
1401   if (!Array.getAs<loc::MemRegionVal>())
1402     return UnknownVal();
1403
1404   const SubRegion *R =
1405       cast<SubRegion>(Array.castAs<loc::MemRegionVal>().getRegion());
1406   NonLoc ZeroIdx = svalBuilder.makeZeroArrayIndex();
1407   return loc::MemRegionVal(MRMgr.getElementRegion(T, ZeroIdx, R, Ctx));
1408 }
1409
1410 //===----------------------------------------------------------------------===//
1411 // Loading values from regions.
1412 //===----------------------------------------------------------------------===//
1413
1414 SVal RegionStoreManager::getBinding(RegionBindingsConstRef B, Loc L, QualType T) {
1415   assert(!L.getAs<UnknownVal>() && "location unknown");
1416   assert(!L.getAs<UndefinedVal>() && "location undefined");
1417
1418   // For access to concrete addresses, return UnknownVal.  Checks
1419   // for null dereferences (and similar errors) are done by checkers, not
1420   // the Store.
1421   // FIXME: We can consider lazily symbolicating such memory, but we really
1422   // should defer this when we can reason easily about symbolicating arrays
1423   // of bytes.
1424   if (L.getAs<loc::ConcreteInt>()) {
1425     return UnknownVal();
1426   }
1427   if (!L.getAs<loc::MemRegionVal>()) {
1428     return UnknownVal();
1429   }
1430
1431   const MemRegion *MR = L.castAs<loc::MemRegionVal>().getRegion();
1432
1433   if (isa<BlockDataRegion>(MR)) {
1434     return UnknownVal();
1435   }
1436
1437   if (!isa<TypedValueRegion>(MR)) {
1438     if (T.isNull()) {
1439       if (const TypedRegion *TR = dyn_cast<TypedRegion>(MR))
1440         T = TR->getLocationType()->getPointeeType();
1441       else if (const SymbolicRegion *SR = dyn_cast<SymbolicRegion>(MR))
1442         T = SR->getSymbol()->getType()->getPointeeType();
1443     }
1444     assert(!T.isNull() && "Unable to auto-detect binding type!");
1445     assert(!T->isVoidType() && "Attempting to dereference a void pointer!");
1446     MR = GetElementZeroRegion(cast<SubRegion>(MR), T);
1447   } else {
1448     T = cast<TypedValueRegion>(MR)->getValueType();
1449   }
1450
1451   // FIXME: Perhaps this method should just take a 'const MemRegion*' argument
1452   //  instead of 'Loc', and have the other Loc cases handled at a higher level.
1453   const TypedValueRegion *R = cast<TypedValueRegion>(MR);
1454   QualType RTy = R->getValueType();
1455
1456   // FIXME: we do not yet model the parts of a complex type, so treat the
1457   // whole thing as "unknown".
1458   if (RTy->isAnyComplexType())
1459     return UnknownVal();
1460
1461   // FIXME: We should eventually handle funny addressing.  e.g.:
1462   //
1463   //   int x = ...;
1464   //   int *p = &x;
1465   //   char *q = (char*) p;
1466   //   char c = *q;  // returns the first byte of 'x'.
1467   //
1468   // Such funny addressing will occur due to layering of regions.
1469   if (RTy->isStructureOrClassType())
1470     return getBindingForStruct(B, R);
1471
1472   // FIXME: Handle unions.
1473   if (RTy->isUnionType())
1474     return createLazyBinding(B, R);
1475
1476   if (RTy->isArrayType()) {
1477     if (RTy->isConstantArrayType())
1478       return getBindingForArray(B, R);
1479     else
1480       return UnknownVal();
1481   }
1482
1483   // FIXME: handle Vector types.
1484   if (RTy->isVectorType())
1485     return UnknownVal();
1486
1487   if (const FieldRegion* FR = dyn_cast<FieldRegion>(R))
1488     return CastRetrievedVal(getBindingForField(B, FR), FR, T);
1489
1490   if (const ElementRegion* ER = dyn_cast<ElementRegion>(R)) {
1491     // FIXME: Here we actually perform an implicit conversion from the loaded
1492     // value to the element type.  Eventually we want to compose these values
1493     // more intelligently.  For example, an 'element' can encompass multiple
1494     // bound regions (e.g., several bound bytes), or could be a subset of
1495     // a larger value.
1496     return CastRetrievedVal(getBindingForElement(B, ER), ER, T);
1497   }
1498
1499   if (const ObjCIvarRegion *IVR = dyn_cast<ObjCIvarRegion>(R)) {
1500     // FIXME: Here we actually perform an implicit conversion from the loaded
1501     // value to the ivar type.  What we should model is stores to ivars
1502     // that blow past the extent of the ivar.  If the address of the ivar is
1503     // reinterpretted, it is possible we stored a different value that could
1504     // fit within the ivar.  Either we need to cast these when storing them
1505     // or reinterpret them lazily (as we do here).
1506     return CastRetrievedVal(getBindingForObjCIvar(B, IVR), IVR, T);
1507   }
1508
1509   if (const VarRegion *VR = dyn_cast<VarRegion>(R)) {
1510     // FIXME: Here we actually perform an implicit conversion from the loaded
1511     // value to the variable type.  What we should model is stores to variables
1512     // that blow past the extent of the variable.  If the address of the
1513     // variable is reinterpretted, it is possible we stored a different value
1514     // that could fit within the variable.  Either we need to cast these when
1515     // storing them or reinterpret them lazily (as we do here).
1516     return CastRetrievedVal(getBindingForVar(B, VR), VR, T);
1517   }
1518
1519   const SVal *V = B.lookup(R, BindingKey::Direct);
1520
1521   // Check if the region has a binding.
1522   if (V)
1523     return *V;
1524
1525   // The location does not have a bound value.  This means that it has
1526   // the value it had upon its creation and/or entry to the analyzed
1527   // function/method.  These are either symbolic values or 'undefined'.
1528   if (R->hasStackNonParametersStorage()) {
1529     // All stack variables are considered to have undefined values
1530     // upon creation.  All heap allocated blocks are considered to
1531     // have undefined values as well unless they are explicitly bound
1532     // to specific values.
1533     return UndefinedVal();
1534   }
1535
1536   // All other values are symbolic.
1537   return svalBuilder.getRegionValueSymbolVal(R);
1538 }
1539
1540 static QualType getUnderlyingType(const SubRegion *R) {
1541   QualType RegionTy;
1542   if (const TypedValueRegion *TVR = dyn_cast<TypedValueRegion>(R))
1543     RegionTy = TVR->getValueType();
1544
1545   if (const SymbolicRegion *SR = dyn_cast<SymbolicRegion>(R))
1546     RegionTy = SR->getSymbol()->getType();
1547
1548   return RegionTy;
1549 }
1550
1551 /// Checks to see if store \p B has a lazy binding for region \p R.
1552 ///
1553 /// If \p AllowSubregionBindings is \c false, a lazy binding will be rejected
1554 /// if there are additional bindings within \p R.
1555 ///
1556 /// Note that unlike RegionStoreManager::findLazyBinding, this will not search
1557 /// for lazy bindings for super-regions of \p R.
1558 static Optional<nonloc::LazyCompoundVal>
1559 getExistingLazyBinding(SValBuilder &SVB, RegionBindingsConstRef B,
1560                        const SubRegion *R, bool AllowSubregionBindings) {
1561   Optional<SVal> V = B.getDefaultBinding(R);
1562   if (!V)
1563     return None;
1564
1565   Optional<nonloc::LazyCompoundVal> LCV = V->getAs<nonloc::LazyCompoundVal>();
1566   if (!LCV)
1567     return None;
1568
1569   // If the LCV is for a subregion, the types might not match, and we shouldn't
1570   // reuse the binding.
1571   QualType RegionTy = getUnderlyingType(R);
1572   if (!RegionTy.isNull() &&
1573       !RegionTy->isVoidPointerType()) {
1574     QualType SourceRegionTy = LCV->getRegion()->getValueType();
1575     if (!SVB.getContext().hasSameUnqualifiedType(RegionTy, SourceRegionTy))
1576       return None;
1577   }
1578
1579   if (!AllowSubregionBindings) {
1580     // If there are any other bindings within this region, we shouldn't reuse
1581     // the top-level binding.
1582     SmallVector<BindingPair, 16> Bindings;
1583     collectSubRegionBindings(Bindings, SVB, *B.lookup(R->getBaseRegion()), R,
1584                              /*IncludeAllDefaultBindings=*/true);
1585     if (Bindings.size() > 1)
1586       return None;
1587   }
1588
1589   return *LCV;
1590 }
1591
1592
1593 std::pair<Store, const SubRegion *>
1594 RegionStoreManager::findLazyBinding(RegionBindingsConstRef B,
1595                                    const SubRegion *R,
1596                                    const SubRegion *originalRegion) {
1597   if (originalRegion != R) {
1598     if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> V =
1599           getExistingLazyBinding(svalBuilder, B, R, true))
1600       return std::make_pair(V->getStore(), V->getRegion());
1601   }
1602
1603   typedef std::pair<Store, const SubRegion *> StoreRegionPair;
1604   StoreRegionPair Result = StoreRegionPair();
1605
1606   if (const ElementRegion *ER = dyn_cast<ElementRegion>(R)) {
1607     Result = findLazyBinding(B, cast<SubRegion>(ER->getSuperRegion()),
1608                              originalRegion);
1609
1610     if (Result.second)
1611       Result.second = MRMgr.getElementRegionWithSuper(ER, Result.second);
1612
1613   } else if (const FieldRegion *FR = dyn_cast<FieldRegion>(R)) {
1614     Result = findLazyBinding(B, cast<SubRegion>(FR->getSuperRegion()),
1615                                        originalRegion);
1616
1617     if (Result.second)
1618       Result.second = MRMgr.getFieldRegionWithSuper(FR, Result.second);
1619
1620   } else if (const CXXBaseObjectRegion *BaseReg =
1621                dyn_cast<CXXBaseObjectRegion>(R)) {
1622     // C++ base object region is another kind of region that we should blast
1623     // through to look for lazy compound value. It is like a field region.
1624     Result = findLazyBinding(B, cast<SubRegion>(BaseReg->getSuperRegion()),
1625                              originalRegion);
1626
1627     if (Result.second)
1628       Result.second = MRMgr.getCXXBaseObjectRegionWithSuper(BaseReg,
1629                                                             Result.second);
1630   }
1631
1632   return Result;
1633 }
1634
1635 SVal RegionStoreManager::getBindingForElement(RegionBindingsConstRef B,
1636                                               const ElementRegion* R) {
1637   // We do not currently model bindings of the CompoundLiteralregion.
1638   if (isa<CompoundLiteralRegion>(R->getBaseRegion()))
1639     return UnknownVal();
1640
1641   // Check if the region has a binding.
1642   if (const Optional<SVal> &V = B.getDirectBinding(R))
1643     return *V;
1644
1645   const MemRegion* superR = R->getSuperRegion();
1646
1647   // Check if the region is an element region of a string literal.
1648   if (const StringRegion *StrR = dyn_cast<StringRegion>(superR)) {
1649     // FIXME: Handle loads from strings where the literal is treated as
1650     // an integer, e.g., *((unsigned int*)"hello")
1651     QualType T = Ctx.getAsArrayType(StrR->getValueType())->getElementType();
1652     if (!Ctx.hasSameUnqualifiedType(T, R->getElementType()))
1653       return UnknownVal();
1654
1655     const StringLiteral *Str = StrR->getStringLiteral();
1656     SVal Idx = R->getIndex();
1657     if (Optional<nonloc::ConcreteInt> CI = Idx.getAs<nonloc::ConcreteInt>()) {
1658       int64_t i = CI->getValue().getSExtValue();
1659       // Abort on string underrun.  This can be possible by arbitrary
1660       // clients of getBindingForElement().
1661       if (i < 0)
1662         return UndefinedVal();
1663       int64_t length = Str->getLength();
1664       // Technically, only i == length is guaranteed to be null.
1665       // However, such overflows should be caught before reaching this point;
1666       // the only time such an access would be made is if a string literal was
1667       // used to initialize a larger array.
1668       char c = (i >= length) ? '\0' : Str->getCodeUnit(i);
1669       return svalBuilder.makeIntVal(c, T);
1670     }
1671   } else if (const VarRegion *VR = dyn_cast<VarRegion>(superR)) {
1672     // Check if the containing array is const and has an initialized value.
1673     const VarDecl *VD = VR->getDecl();
1674     // Either the array or the array element has to be const.
1675     if (VD->getType().isConstQualified() || R->getElementType().isConstQualified()) {
1676       if (const Expr *Init = VD->getAnyInitializer()) {
1677         if (const auto *InitList = dyn_cast<InitListExpr>(Init)) {
1678           // The array index has to be known.
1679           if (auto CI = R->getIndex().getAs<nonloc::ConcreteInt>()) {
1680             int64_t i = CI->getValue().getSExtValue();
1681             // If it is known that the index is out of bounds, we can return
1682             // an undefined value.
1683             if (i < 0)
1684               return UndefinedVal();
1685
1686             if (auto CAT = Ctx.getAsConstantArrayType(VD->getType()))
1687               if (CAT->getSize().sle(i))
1688                 return UndefinedVal();
1689
1690             // If there is a list, but no init, it must be zero.
1691             if (i >= InitList->getNumInits())
1692               return svalBuilder.makeZeroVal(R->getElementType());
1693
1694             if (const Expr *ElemInit = InitList->getInit(i))
1695               if (Optional<SVal> V = svalBuilder.getConstantVal(ElemInit))
1696                 return *V;
1697           }
1698         }
1699       }
1700     }
1701   }
1702
1703   // Check for loads from a code text region.  For such loads, just give up.
1704   if (isa<CodeTextRegion>(superR))
1705     return UnknownVal();
1706
1707   // Handle the case where we are indexing into a larger scalar object.
1708   // For example, this handles:
1709   //   int x = ...
1710   //   char *y = &x;
1711   //   return *y;
1712   // FIXME: This is a hack, and doesn't do anything really intelligent yet.
1713   const RegionRawOffset &O = R->getAsArrayOffset();
1714
1715   // If we cannot reason about the offset, return an unknown value.
1716   if (!O.getRegion())
1717     return UnknownVal();
1718
1719   if (const TypedValueRegion *baseR =
1720         dyn_cast_or_null<TypedValueRegion>(O.getRegion())) {
1721     QualType baseT = baseR->getValueType();
1722     if (baseT->isScalarType()) {
1723       QualType elemT = R->getElementType();
1724       if (elemT->isScalarType()) {
1725         if (Ctx.getTypeSizeInChars(baseT) >= Ctx.getTypeSizeInChars(elemT)) {
1726           if (const Optional<SVal> &V = B.getDirectBinding(superR)) {
1727             if (SymbolRef parentSym = V->getAsSymbol())
1728               return svalBuilder.getDerivedRegionValueSymbolVal(parentSym, R);
1729
1730             if (V->isUnknownOrUndef())
1731               return *V;
1732             // Other cases: give up.  We are indexing into a larger object
1733             // that has some value, but we don't know how to handle that yet.
1734             return UnknownVal();
1735           }
1736         }
1737       }
1738     }
1739   }
1740   return getBindingForFieldOrElementCommon(B, R, R->getElementType());
1741 }
1742
1743 SVal RegionStoreManager::getBindingForField(RegionBindingsConstRef B,
1744                                             const FieldRegion* R) {
1745
1746   // Check if the region has a binding.
1747   if (const Optional<SVal> &V = B.getDirectBinding(R))
1748     return *V;
1749
1750   // Is the field declared constant and has an in-class initializer?
1751   const FieldDecl *FD = R->getDecl();
1752   QualType Ty = FD->getType();
1753   if (Ty.isConstQualified())
1754     if (const Expr *Init = FD->getInClassInitializer())
1755       if (Optional<SVal> V = svalBuilder.getConstantVal(Init))
1756         return *V;
1757
1758   // If the containing record was initialized, try to get its constant value.
1759   const MemRegion* superR = R->getSuperRegion();
1760   if (const auto *VR = dyn_cast<VarRegion>(superR)) {
1761     const VarDecl *VD = VR->getDecl();
1762     QualType RecordVarTy = VD->getType();
1763     unsigned Index = FD->getFieldIndex();
1764     // Either the record variable or the field has to be const qualified.
1765     if (RecordVarTy.isConstQualified() || Ty.isConstQualified())
1766       if (const Expr *Init = VD->getAnyInitializer())
1767         if (const auto *InitList = dyn_cast<InitListExpr>(Init)) {
1768           if (Index < InitList->getNumInits()) {
1769             if (const Expr *FieldInit = InitList->getInit(Index))
1770               if (Optional<SVal> V = svalBuilder.getConstantVal(FieldInit))
1771                 return *V;
1772           } else {
1773             return svalBuilder.makeZeroVal(Ty);
1774           }
1775         }
1776   }
1777
1778   return getBindingForFieldOrElementCommon(B, R, Ty);
1779 }
1780
1781 Optional<SVal>
1782 RegionStoreManager::getBindingForDerivedDefaultValue(RegionBindingsConstRef B,
1783                                                      const MemRegion *superR,
1784                                                      const TypedValueRegion *R,
1785                                                      QualType Ty) {
1786
1787   if (const Optional<SVal> &D = B.getDefaultBinding(superR)) {
1788     const SVal &val = D.getValue();
1789     if (SymbolRef parentSym = val.getAsSymbol())
1790       return svalBuilder.getDerivedRegionValueSymbolVal(parentSym, R);
1791
1792     if (val.isZeroConstant())
1793       return svalBuilder.makeZeroVal(Ty);
1794
1795     if (val.isUnknownOrUndef())
1796       return val;
1797
1798     // Lazy bindings are usually handled through getExistingLazyBinding().
1799     // We should unify these two code paths at some point.
1800     if (val.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>() ||
1801         val.getAs<nonloc::CompoundVal>())
1802       return val;
1803
1804     llvm_unreachable("Unknown default value");
1805   }
1806
1807   return None;
1808 }
1809
1810 SVal RegionStoreManager::getLazyBinding(const SubRegion *LazyBindingRegion,
1811                                         RegionBindingsRef LazyBinding) {
1812   SVal Result;
1813   if (const ElementRegion *ER = dyn_cast<ElementRegion>(LazyBindingRegion))
1814     Result = getBindingForElement(LazyBinding, ER);
1815   else
1816     Result = getBindingForField(LazyBinding,
1817                                 cast<FieldRegion>(LazyBindingRegion));
1818
1819   // FIXME: This is a hack to deal with RegionStore's inability to distinguish a
1820   // default value for /part/ of an aggregate from a default value for the
1821   // /entire/ aggregate. The most common case of this is when struct Outer
1822   // has as its first member a struct Inner, which is copied in from a stack
1823   // variable. In this case, even if the Outer's default value is symbolic, 0,
1824   // or unknown, it gets overridden by the Inner's default value of undefined.
1825   //
1826   // This is a general problem -- if the Inner is zero-initialized, the Outer
1827   // will now look zero-initialized. The proper way to solve this is with a
1828   // new version of RegionStore that tracks the extent of a binding as well
1829   // as the offset.
1830   //
1831   // This hack only takes care of the undefined case because that can very
1832   // quickly result in a warning.
1833   if (Result.isUndef())
1834     Result = UnknownVal();
1835
1836   return Result;
1837 }
1838
1839 SVal
1840 RegionStoreManager::getBindingForFieldOrElementCommon(RegionBindingsConstRef B,
1841                                                       const TypedValueRegion *R,
1842                                                       QualType Ty) {
1843
1844   // At this point we have already checked in either getBindingForElement or
1845   // getBindingForField if 'R' has a direct binding.
1846
1847   // Lazy binding?
1848   Store lazyBindingStore = nullptr;
1849   const SubRegion *lazyBindingRegion = nullptr;
1850   std::tie(lazyBindingStore, lazyBindingRegion) = findLazyBinding(B, R, R);
1851   if (lazyBindingRegion)
1852     return getLazyBinding(lazyBindingRegion,
1853                           getRegionBindings(lazyBindingStore));
1854
1855   // Record whether or not we see a symbolic index.  That can completely
1856   // be out of scope of our lookup.
1857   bool hasSymbolicIndex = false;
1858
1859   // FIXME: This is a hack to deal with RegionStore's inability to distinguish a
1860   // default value for /part/ of an aggregate from a default value for the
1861   // /entire/ aggregate. The most common case of this is when struct Outer
1862   // has as its first member a struct Inner, which is copied in from a stack
1863   // variable. In this case, even if the Outer's default value is symbolic, 0,
1864   // or unknown, it gets overridden by the Inner's default value of undefined.
1865   //
1866   // This is a general problem -- if the Inner is zero-initialized, the Outer
1867   // will now look zero-initialized. The proper way to solve this is with a
1868   // new version of RegionStore that tracks the extent of a binding as well
1869   // as the offset.
1870   //
1871   // This hack only takes care of the undefined case because that can very
1872   // quickly result in a warning.
1873   bool hasPartialLazyBinding = false;
1874
1875   const SubRegion *SR = R;
1876   while (SR) {
1877     const MemRegion *Base = SR->getSuperRegion();
1878     if (Optional<SVal> D = getBindingForDerivedDefaultValue(B, Base, R, Ty)) {
1879       if (D->getAs<nonloc::LazyCompoundVal>()) {
1880         hasPartialLazyBinding = true;
1881         break;
1882       }
1883
1884       return *D;
1885     }
1886
1887     if (const ElementRegion *ER = dyn_cast<ElementRegion>(Base)) {
1888       NonLoc index = ER->getIndex();
1889       if (!index.isConstant())
1890         hasSymbolicIndex = true;
1891     }
1892
1893     // If our super region is a field or element itself, walk up the region
1894     // hierarchy to see if there is a default value installed in an ancestor.
1895     SR = dyn_cast<SubRegion>(Base);
1896   }
1897
1898   if (R->hasStackNonParametersStorage()) {
1899     if (isa<ElementRegion>(R)) {
1900       // Currently we don't reason specially about Clang-style vectors.  Check
1901       // if superR is a vector and if so return Unknown.
1902       if (const TypedValueRegion *typedSuperR =
1903             dyn_cast<TypedValueRegion>(R->getSuperRegion())) {
1904         if (typedSuperR->getValueType()->isVectorType())
1905           return UnknownVal();
1906       }
1907     }
1908
1909     // FIXME: We also need to take ElementRegions with symbolic indexes into
1910     // account.  This case handles both directly accessing an ElementRegion
1911     // with a symbolic offset, but also fields within an element with
1912     // a symbolic offset.
1913     if (hasSymbolicIndex)
1914       return UnknownVal();
1915
1916     if (!hasPartialLazyBinding)
1917       return UndefinedVal();
1918   }
1919
1920   // All other values are symbolic.
1921   return svalBuilder.getRegionValueSymbolVal(R);
1922 }
1923
1924 SVal RegionStoreManager::getBindingForObjCIvar(RegionBindingsConstRef B,
1925                                                const ObjCIvarRegion* R) {
1926   // Check if the region has a binding.
1927   if (const Optional<SVal> &V = B.getDirectBinding(R))
1928     return *V;
1929
1930   const MemRegion *superR = R->getSuperRegion();
1931
1932   // Check if the super region has a default binding.
1933   if (const Optional<SVal> &V = B.getDefaultBinding(superR)) {
1934     if (SymbolRef parentSym = V->getAsSymbol())
1935       return svalBuilder.getDerivedRegionValueSymbolVal(parentSym, R);
1936
1937     // Other cases: give up.
1938     return UnknownVal();
1939   }
1940
1941   return getBindingForLazySymbol(R);
1942 }
1943
1944 SVal RegionStoreManager::getBindingForVar(RegionBindingsConstRef B,
1945                                           const VarRegion *R) {
1946
1947   // Check if the region has a binding.
1948   if (Optional<SVal> V = B.getDirectBinding(R))
1949     return *V;
1950
1951   if (Optional<SVal> V = B.getDefaultBinding(R))
1952     return *V;
1953
1954   // Lazily derive a value for the VarRegion.
1955   const VarDecl *VD = R->getDecl();
1956   const MemSpaceRegion *MS = R->getMemorySpace();
1957
1958   // Arguments are always symbolic.
1959   if (isa<StackArgumentsSpaceRegion>(MS))
1960     return svalBuilder.getRegionValueSymbolVal(R);
1961
1962   // Is 'VD' declared constant?  If so, retrieve the constant value.
1963   if (VD->getType().isConstQualified()) {
1964     if (const Expr *Init = VD->getAnyInitializer()) {
1965       if (Optional<SVal> V = svalBuilder.getConstantVal(Init))
1966         return *V;
1967
1968       // If the variable is const qualified and has an initializer but
1969       // we couldn't evaluate initializer to a value, treat the value as
1970       // unknown.
1971       return UnknownVal();
1972     }
1973   }
1974
1975   // This must come after the check for constants because closure-captured
1976   // constant variables may appear in UnknownSpaceRegion.
1977   if (isa<UnknownSpaceRegion>(MS))
1978     return svalBuilder.getRegionValueSymbolVal(R);
1979
1980   if (isa<GlobalsSpaceRegion>(MS)) {
1981     QualType T = VD->getType();
1982
1983     // Function-scoped static variables are default-initialized to 0; if they
1984     // have an initializer, it would have been processed by now.
1985     // FIXME: This is only true when we're starting analysis from main().
1986     // We're losing a lot of coverage here.
1987     if (isa<StaticGlobalSpaceRegion>(MS))
1988       return svalBuilder.makeZeroVal(T);
1989
1990     if (Optional<SVal> V = getBindingForDerivedDefaultValue(B, MS, R, T)) {
1991       assert(!V->getAs<nonloc::LazyCompoundVal>());
1992       return V.getValue();
1993     }
1994
1995     return svalBuilder.getRegionValueSymbolVal(R);
1996   }
1997
1998   return UndefinedVal();
1999 }
2000
2001 SVal RegionStoreManager::getBindingForLazySymbol(const TypedValueRegion *R) {
2002   // All other values are symbolic.
2003   return svalBuilder.getRegionValueSymbolVal(R);
2004 }
2005
2006 const RegionStoreManager::SValListTy &
2007 RegionStoreManager::getInterestingValues(nonloc::LazyCompoundVal LCV) {
2008   // First, check the cache.
2009   LazyBindingsMapTy::iterator I = LazyBindingsMap.find(LCV.getCVData());
2010   if (I != LazyBindingsMap.end())
2011     return I->second;
2012
2013   // If we don't have a list of values cached, start constructing it.
2014   SValListTy List;
2015
2016   const SubRegion *LazyR = LCV.getRegion();
2017   RegionBindingsRef B = getRegionBindings(LCV.getStore());
2018
2019   // If this region had /no/ bindings at the time, there are no interesting
2020   // values to return.
2021   const ClusterBindings *Cluster = B.lookup(LazyR->getBaseRegion());
2022   if (!Cluster)
2023     return (LazyBindingsMap[LCV.getCVData()] = std::move(List));
2024
2025   SmallVector<BindingPair, 32> Bindings;
2026   collectSubRegionBindings(Bindings, svalBuilder, *Cluster, LazyR,
2027                            /*IncludeAllDefaultBindings=*/true);
2028   for (SmallVectorImpl<BindingPair>::const_iterator I = Bindings.begin(),
2029                                                     E = Bindings.end();
2030        I != E; ++I) {
2031     SVal V = I->second;
2032     if (V.isUnknownOrUndef() || V.isConstant())
2033       continue;
2034
2035     if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> InnerLCV =
2036             V.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>()) {
2037       const SValListTy &InnerList = getInterestingValues(*InnerLCV);
2038       List.insert(List.end(), InnerList.begin(), InnerList.end());
2039       continue;
2040     }
2041
2042     List.push_back(V);
2043   }
2044
2045   return (LazyBindingsMap[LCV.getCVData()] = std::move(List));
2046 }
2047
2048 NonLoc RegionStoreManager::createLazyBinding(RegionBindingsConstRef B,
2049                                              const TypedValueRegion *R) {
2050   if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> V =
2051         getExistingLazyBinding(svalBuilder, B, R, false))
2052     return *V;
2053
2054   return svalBuilder.makeLazyCompoundVal(StoreRef(B.asStore(), *this), R);
2055 }
2056
2057 static bool isRecordEmpty(const RecordDecl *RD) {
2058   if (!RD->field_empty())
2059     return false;
2060   if (const CXXRecordDecl *CRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD))
2061     return CRD->getNumBases() == 0;
2062   return true;
2063 }
2064
2065 SVal RegionStoreManager::getBindingForStruct(RegionBindingsConstRef B,
2066                                              const TypedValueRegion *R) {
2067   const RecordDecl *RD = R->getValueType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
2068   if (!RD->getDefinition() || isRecordEmpty(RD))
2069     return UnknownVal();
2070
2071   return createLazyBinding(B, R);
2072 }
2073
2074 SVal RegionStoreManager::getBindingForArray(RegionBindingsConstRef B,
2075                                             const TypedValueRegion *R) {
2076   assert(Ctx.getAsConstantArrayType(R->getValueType()) &&
2077          "Only constant array types can have compound bindings.");
2078
2079   return createLazyBinding(B, R);
2080 }
2081
2082 bool RegionStoreManager::includedInBindings(Store store,
2083                                             const MemRegion *region) const {
2084   RegionBindingsRef B = getRegionBindings(store);
2085   region = region->getBaseRegion();
2086
2087   // Quick path: if the base is the head of a cluster, the region is live.
2088   if (B.lookup(region))
2089     return true;
2090
2091   // Slow path: if the region is the VALUE of any binding, it is live.
2092   for (RegionBindingsRef::iterator RI = B.begin(), RE = B.end(); RI != RE; ++RI) {
2093     const ClusterBindings &Cluster = RI.getData();
2094     for (ClusterBindings::iterator CI = Cluster.begin(), CE = Cluster.end();
2095          CI != CE; ++CI) {
2096       const SVal &D = CI.getData();
2097       if (const MemRegion *R = D.getAsRegion())
2098         if (R->getBaseRegion() == region)
2099           return true;
2100     }
2101   }
2102
2103   return false;
2104 }
2105
2106 //===----------------------------------------------------------------------===//
2107 // Binding values to regions.
2108 //===----------------------------------------------------------------------===//
2109
2110 StoreRef RegionStoreManager::killBinding(Store ST, Loc L) {
2111   if (Optional<loc::MemRegionVal> LV = L.getAs<loc::MemRegionVal>())
2112     if (const MemRegion* R = LV->getRegion())
2113       return StoreRef(getRegionBindings(ST).removeBinding(R)
2114                                            .asImmutableMap()
2115                                            .getRootWithoutRetain(),
2116                       *this);
2117
2118   return StoreRef(ST, *this);
2119 }
2120
2121 RegionBindingsRef
2122 RegionStoreManager::bind(RegionBindingsConstRef B, Loc L, SVal V) {
2123   if (L.getAs<loc::ConcreteInt>())
2124     return B;
2125
2126   // If we get here, the location should be a region.
2127   const MemRegion *R = L.castAs<loc::MemRegionVal>().getRegion();
2128
2129   // Check if the region is a struct region.
2130   if (const TypedValueRegion* TR = dyn_cast<TypedValueRegion>(R)) {
2131     QualType Ty = TR->getValueType();
2132     if (Ty->isArrayType())
2133       return bindArray(B, TR, V);
2134     if (Ty->isStructureOrClassType())
2135       return bindStruct(B, TR, V);
2136     if (Ty->isVectorType())
2137       return bindVector(B, TR, V);
2138     if (Ty->isUnionType())
2139       return bindAggregate(B, TR, V);
2140   }
2141
2142   if (const SymbolicRegion *SR = dyn_cast<SymbolicRegion>(R)) {
2143     // Binding directly to a symbolic region should be treated as binding
2144     // to element 0.
2145     QualType T = SR->getSymbol()->getType();
2146     if (T->isAnyPointerType() || T->isReferenceType())
2147       T = T->getPointeeType();
2148
2149     R = GetElementZeroRegion(SR, T);
2150   }
2151
2152   assert((!isa<CXXThisRegion>(R) || !B.lookup(R)) &&
2153          "'this' pointer is not an l-value and is not assignable");
2154
2155   // Clear out bindings that may overlap with this binding.
2156   RegionBindingsRef NewB = removeSubRegionBindings(B, cast<SubRegion>(R));
2157   return NewB.addBinding(BindingKey::Make(R, BindingKey::Direct), V);
2158 }
2159
2160 RegionBindingsRef
2161 RegionStoreManager::setImplicitDefaultValue(RegionBindingsConstRef B,
2162                                             const MemRegion *R,
2163                                             QualType T) {
2164   SVal V;
2165
2166   if (Loc::isLocType(T))
2167     V = svalBuilder.makeNull();
2168   else if (T->isIntegralOrEnumerationType())
2169     V = svalBuilder.makeZeroVal(T);
2170   else if (T->isStructureOrClassType() || T->isArrayType()) {
2171     // Set the default value to a zero constant when it is a structure
2172     // or array.  The type doesn't really matter.
2173     V = svalBuilder.makeZeroVal(Ctx.IntTy);
2174   }
2175   else {
2176     // We can't represent values of this type, but we still need to set a value
2177     // to record that the region has been initialized.
2178     // If this assertion ever fires, a new case should be added above -- we
2179     // should know how to default-initialize any value we can symbolicate.
2180     assert(!SymbolManager::canSymbolicate(T) && "This type is representable");
2181     V = UnknownVal();
2182   }
2183
2184   return B.addBinding(R, BindingKey::Default, V);
2185 }
2186
2187 RegionBindingsRef
2188 RegionStoreManager::bindArray(RegionBindingsConstRef B,
2189                               const TypedValueRegion* R,
2190                               SVal Init) {
2191
2192   const ArrayType *AT =cast<ArrayType>(Ctx.getCanonicalType(R->getValueType()));
2193   QualType ElementTy = AT->getElementType();
2194   Optional<uint64_t> Size;
2195
2196   if (const ConstantArrayType* CAT = dyn_cast<ConstantArrayType>(AT))
2197     Size = CAT->getSize().getZExtValue();
2198
2199   // Check if the init expr is a literal. If so, bind the rvalue instead.
2200   // FIXME: It's not responsibility of the Store to transform this lvalue
2201   // to rvalue. ExprEngine or maybe even CFG should do this before binding.
2202   if (Optional<loc::MemRegionVal> MRV = Init.getAs<loc::MemRegionVal>()) {
2203     SVal V = getBinding(B.asStore(), *MRV, R->getValueType());
2204     return bindAggregate(B, R, V);
2205   }
2206
2207   // Handle lazy compound values.
2208   if (Init.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>())
2209     return bindAggregate(B, R, Init);
2210
2211   if (Init.isUnknown())
2212     return bindAggregate(B, R, UnknownVal());
2213
2214   // Remaining case: explicit compound values.
2215   const nonloc::CompoundVal& CV = Init.castAs<nonloc::CompoundVal>();
2216   nonloc::CompoundVal::iterator VI = CV.begin(), VE = CV.end();
2217   uint64_t i = 0;
2218
2219   RegionBindingsRef NewB(B);
2220
2221   for (; Size.hasValue() ? i < Size.getValue() : true ; ++i, ++VI) {
2222     // The init list might be shorter than the array length.
2223     if (VI == VE)
2224       break;
2225
2226     const NonLoc &Idx = svalBuilder.makeArrayIndex(i);
2227     const ElementRegion *ER = MRMgr.getElementRegion(ElementTy, Idx, R, Ctx);
2228
2229     if (ElementTy->isStructureOrClassType())
2230       NewB = bindStruct(NewB, ER, *VI);
2231     else if (ElementTy->isArrayType())
2232       NewB = bindArray(NewB, ER, *VI);
2233     else
2234       NewB = bind(NewB, loc::MemRegionVal(ER), *VI);
2235   }
2236
2237   // If the init list is shorter than the array length (or the array has
2238   // variable length), set the array default value. Values that are already set
2239   // are not overwritten.
2240   if (!Size.hasValue() || i < Size.getValue())
2241     NewB = setImplicitDefaultValue(NewB, R, ElementTy);
2242
2243   return NewB;
2244 }
2245
2246 RegionBindingsRef RegionStoreManager::bindVector(RegionBindingsConstRef B,
2247                                                  const TypedValueRegion* R,
2248                                                  SVal V) {
2249   QualType T = R->getValueType();
2250   assert(T->isVectorType());
2251   const VectorType *VT = T->getAs<VectorType>(); // Use getAs for typedefs.
2252
2253   // Handle lazy compound values and symbolic values.
2254   if (V.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>() || V.getAs<nonloc::SymbolVal>())
2255     return bindAggregate(B, R, V);
2256
2257   // We may get non-CompoundVal accidentally due to imprecise cast logic or
2258   // that we are binding symbolic struct value. Kill the field values, and if
2259   // the value is symbolic go and bind it as a "default" binding.
2260   if (!V.getAs<nonloc::CompoundVal>()) {
2261     return bindAggregate(B, R, UnknownVal());
2262   }
2263
2264   QualType ElemType = VT->getElementType();
2265   nonloc::CompoundVal CV = V.castAs<nonloc::CompoundVal>();
2266   nonloc::CompoundVal::iterator VI = CV.begin(), VE = CV.end();
2267   unsigned index = 0, numElements = VT->getNumElements();
2268   RegionBindingsRef NewB(B);
2269
2270   for ( ; index != numElements ; ++index) {
2271     if (VI == VE)
2272       break;
2273
2274     NonLoc Idx = svalBuilder.makeArrayIndex(index);
2275     const ElementRegion *ER = MRMgr.getElementRegion(ElemType, Idx, R, Ctx);
2276
2277     if (ElemType->isArrayType())
2278       NewB = bindArray(NewB, ER, *VI);
2279     else if (ElemType->isStructureOrClassType())
2280       NewB = bindStruct(NewB, ER, *VI);
2281     else
2282       NewB = bind(NewB, loc::MemRegionVal(ER), *VI);
2283   }
2284   return NewB;
2285 }
2286
2287 Optional<RegionBindingsRef>
2288 RegionStoreManager::tryBindSmallStruct(RegionBindingsConstRef B,
2289                                        const TypedValueRegion *R,
2290                                        const RecordDecl *RD,
2291                                        nonloc::LazyCompoundVal LCV) {
2292   FieldVector Fields;
2293
2294   if (const CXXRecordDecl *Class = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD))
2295     if (Class->getNumBases() != 0 || Class->getNumVBases() != 0)
2296       return None;
2297
2298   for (const auto *FD : RD->fields()) {
2299     if (FD->isUnnamedBitfield())
2300       continue;
2301
2302     // If there are too many fields, or if any of the fields are aggregates,
2303     // just use the LCV as a default binding.
2304     if (Fields.size() == SmallStructLimit)
2305       return None;
2306
2307     QualType Ty = FD->getType();
2308     if (!(Ty->isScalarType() || Ty->isReferenceType()))
2309       return None;
2310
2311     Fields.push_back(FD);
2312   }
2313
2314   RegionBindingsRef NewB = B;
2315
2316   for (FieldVector::iterator I = Fields.begin(), E = Fields.end(); I != E; ++I){
2317     const FieldRegion *SourceFR = MRMgr.getFieldRegion(*I, LCV.getRegion());
2318     SVal V = getBindingForField(getRegionBindings(LCV.getStore()), SourceFR);
2319
2320     const FieldRegion *DestFR = MRMgr.getFieldRegion(*I, R);
2321     NewB = bind(NewB, loc::MemRegionVal(DestFR), V);
2322   }
2323
2324   return NewB;
2325 }
2326
2327 RegionBindingsRef RegionStoreManager::bindStruct(RegionBindingsConstRef B,
2328                                                  const TypedValueRegion* R,
2329                                                  SVal V) {
2330   if (!Features.supportsFields())
2331     return B;
2332
2333   QualType T = R->getValueType();
2334   assert(T->isStructureOrClassType());
2335
2336   const RecordType* RT = T->getAs<RecordType>();
2337   const RecordDecl *RD = RT->getDecl();
2338
2339   if (!RD->isCompleteDefinition())
2340     return B;
2341
2342   // Handle lazy compound values and symbolic values.
2343   if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> LCV =
2344         V.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>()) {
2345     if (Optional<RegionBindingsRef> NewB = tryBindSmallStruct(B, R, RD, *LCV))
2346       return *NewB;
2347     return bindAggregate(B, R, V);
2348   }
2349   if (V.getAs<nonloc::SymbolVal>())
2350     return bindAggregate(B, R, V);
2351
2352   // We may get non-CompoundVal accidentally due to imprecise cast logic or
2353   // that we are binding symbolic struct value. Kill the field values, and if
2354   // the value is symbolic go and bind it as a "default" binding.
2355   if (V.isUnknown() || !V.getAs<nonloc::CompoundVal>())
2356     return bindAggregate(B, R, UnknownVal());
2357
2358   // The raw CompoundVal is essentially a symbolic InitListExpr: an (immutable)
2359   // list of other values. It appears pretty much only when there's an actual
2360   // initializer list expression in the program, and the analyzer tries to
2361   // unwrap it as soon as possible.
2362   // This code is where such unwrap happens: when the compound value is put into
2363   // the object that it was supposed to initialize (it's an *initializer* list,
2364   // after all), instead of binding the whole value to the whole object, we bind
2365   // sub-values to sub-objects. Sub-values may themselves be compound values,
2366   // and in this case the procedure becomes recursive.
2367   // FIXME: The annoying part about compound values is that they don't carry
2368   // any sort of information about which value corresponds to which sub-object.
2369   // It's simply a list of values in the middle of nowhere; we expect to match
2370   // them to sub-objects, essentially, "by index": first value binds to
2371   // the first field, second value binds to the second field, etc.
2372   // It would have been much safer to organize non-lazy compound values as
2373   // a mapping from fields/bases to values.
2374   const nonloc::CompoundVal& CV = V.castAs<nonloc::CompoundVal>();
2375   nonloc::CompoundVal::iterator VI = CV.begin(), VE = CV.end();
2376
2377   RegionBindingsRef NewB(B);
2378
2379   // In C++17 aggregates may have base classes, handle those as well.
2380   // They appear before fields in the initializer list / compound value.
2381   if (const auto *CRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD)) {
2382     // If the object was constructed with a constructor, its value is a
2383     // LazyCompoundVal. If it's a raw CompoundVal, it means that we're
2384     // performing aggregate initialization. The only exception from this
2385     // rule is sending an Objective-C++ message that returns a C++ object
2386     // to a nil receiver; in this case the semantics is to return a
2387     // zero-initialized object even if it's a C++ object that doesn't have
2388     // this sort of constructor; the CompoundVal is empty in this case.
2389     assert((CRD->isAggregate() || (Ctx.getLangOpts().ObjC && VI == VE)) &&
2390            "Non-aggregates are constructed with a constructor!");
2391
2392     for (const auto &B : CRD->bases()) {
2393       // (Multiple inheritance is fine though.)
2394       assert(!B.isVirtual() && "Aggregates cannot have virtual base classes!");
2395
2396       if (VI == VE)
2397         break;
2398
2399       QualType BTy = B.getType();
2400       assert(BTy->isStructureOrClassType() && "Base classes must be classes!");
2401
2402       const CXXRecordDecl *BRD = BTy->getAsCXXRecordDecl();
2403       assert(BRD && "Base classes must be C++ classes!");
2404
2405       const CXXBaseObjectRegion *BR =
2406           MRMgr.getCXXBaseObjectRegion(BRD, R, /*IsVirtual=*/false);
2407
2408       NewB = bindStruct(NewB, BR, *VI);
2409
2410       ++VI;
2411     }
2412   }
2413
2414   RecordDecl::field_iterator FI, FE;
2415
2416   for (FI = RD->field_begin(), FE = RD->field_end(); FI != FE; ++FI) {
2417
2418     if (VI == VE)
2419       break;
2420
2421     // Skip any unnamed bitfields to stay in sync with the initializers.
2422     if (FI->isUnnamedBitfield())
2423       continue;
2424
2425     QualType FTy = FI->getType();
2426     const FieldRegion* FR = MRMgr.getFieldRegion(*FI, R);
2427
2428     if (FTy->isArrayType())
2429       NewB = bindArray(NewB, FR, *VI);
2430     else if (FTy->isStructureOrClassType())
2431       NewB = bindStruct(NewB, FR, *VI);
2432     else
2433       NewB = bind(NewB, loc::MemRegionVal(FR), *VI);
2434     ++VI;
2435   }
2436
2437   // There may be fewer values in the initialize list than the fields of struct.
2438   if (FI != FE) {
2439     NewB = NewB.addBinding(R, BindingKey::Default,
2440                            svalBuilder.makeIntVal(0, false));
2441   }
2442
2443   return NewB;
2444 }
2445
2446 RegionBindingsRef
2447 RegionStoreManager::bindAggregate(RegionBindingsConstRef B,
2448                                   const TypedRegion *R,
2449                                   SVal Val) {
2450   // Remove the old bindings, using 'R' as the root of all regions
2451   // we will invalidate. Then add the new binding.
2452   return removeSubRegionBindings(B, R).addBinding(R, BindingKey::Default, Val);
2453 }
2454
2455 //===----------------------------------------------------------------------===//
2456 // State pruning.
2457 //===----------------------------------------------------------------------===//
2458
2459 namespace {
2460 class RemoveDeadBindingsWorker
2461     : public ClusterAnalysis<RemoveDeadBindingsWorker> {
2462   SmallVector<const SymbolicRegion *, 12> Postponed;
2463   SymbolReaper &SymReaper;
2464   const StackFrameContext *CurrentLCtx;
2465
2466 public:
2467   RemoveDeadBindingsWorker(RegionStoreManager &rm,
2468                            ProgramStateManager &stateMgr,
2469                            RegionBindingsRef b, SymbolReaper &symReaper,
2470                            const StackFrameContext *LCtx)
2471     : ClusterAnalysis<RemoveDeadBindingsWorker>(rm, stateMgr, b),
2472       SymReaper(symReaper), CurrentLCtx(LCtx) {}
2473
2474   // Called by ClusterAnalysis.
2475   void VisitAddedToCluster(const MemRegion *baseR, const ClusterBindings &C);
2476   void VisitCluster(const MemRegion *baseR, const ClusterBindings *C);
2477   using ClusterAnalysis<RemoveDeadBindingsWorker>::VisitCluster;
2478
2479   using ClusterAnalysis::AddToWorkList;
2480
2481   bool AddToWorkList(const MemRegion *R);
2482
2483   bool UpdatePostponed();
2484   void VisitBinding(SVal V);
2485 };
2486 }
2487
2488 bool RemoveDeadBindingsWorker::AddToWorkList(const MemRegion *R) {
2489   const MemRegion *BaseR = R->getBaseRegion();
2490   return AddToWorkList(WorkListElement(BaseR), getCluster(BaseR));
2491 }
2492
2493 void RemoveDeadBindingsWorker::VisitAddedToCluster(const MemRegion *baseR,
2494                                                    const ClusterBindings &C) {
2495
2496   if (const VarRegion *VR = dyn_cast<VarRegion>(baseR)) {
2497     if (SymReaper.isLive(VR))
2498       AddToWorkList(baseR, &C);
2499
2500     return;
2501   }
2502
2503   if (const SymbolicRegion *SR = dyn_cast<SymbolicRegion>(baseR)) {
2504     if (SymReaper.isLive(SR->getSymbol()))
2505       AddToWorkList(SR, &C);
2506     else
2507       Postponed.push_back(SR);
2508
2509     return;
2510   }
2511
2512   if (isa<NonStaticGlobalSpaceRegion>(baseR)) {
2513     AddToWorkList(baseR, &C);
2514     return;
2515   }
2516
2517   // CXXThisRegion in the current or parent location context is live.
2518   if (const CXXThisRegion *TR = dyn_cast<CXXThisRegion>(baseR)) {
2519     const auto *StackReg =
2520         cast<StackArgumentsSpaceRegion>(TR->getSuperRegion());
2521     const StackFrameContext *RegCtx = StackReg->getStackFrame();
2522     if (CurrentLCtx &&
2523         (RegCtx == CurrentLCtx || RegCtx->isParentOf(CurrentLCtx)))
2524       AddToWorkList(TR, &C);
2525   }
2526 }
2527
2528 void RemoveDeadBindingsWorker::VisitCluster(const MemRegion *baseR,
2529                                             const ClusterBindings *C) {
2530   if (!C)
2531     return;
2532
2533   // Mark the symbol for any SymbolicRegion with live bindings as live itself.
2534   // This means we should continue to track that symbol.
2535   if (const SymbolicRegion *SymR = dyn_cast<SymbolicRegion>(baseR))
2536     SymReaper.markLive(SymR->getSymbol());
2537
2538   for (ClusterBindings::iterator I = C->begin(), E = C->end(); I != E; ++I) {
2539     // Element index of a binding key is live.
2540     SymReaper.markElementIndicesLive(I.getKey().getRegion());
2541
2542     VisitBinding(I.getData());
2543   }
2544 }
2545
2546 void RemoveDeadBindingsWorker::VisitBinding(SVal V) {
2547   // Is it a LazyCompoundVal?  All referenced regions are live as well.
2548   if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> LCS =
2549           V.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>()) {
2550
2551     const RegionStoreManager::SValListTy &Vals = RM.getInterestingValues(*LCS);
2552
2553     for (RegionStoreManager::SValListTy::const_iterator I = Vals.begin(),
2554                                                         E = Vals.end();
2555          I != E; ++I)
2556       VisitBinding(*I);
2557
2558     return;
2559   }
2560
2561   // If V is a region, then add it to the worklist.
2562   if (const MemRegion *R = V.getAsRegion()) {
2563     AddToWorkList(R);
2564     SymReaper.markLive(R);
2565
2566     // All regions captured by a block are also live.
2567     if (const BlockDataRegion *BR = dyn_cast<BlockDataRegion>(R)) {
2568       BlockDataRegion::referenced_vars_iterator I = BR->referenced_vars_begin(),
2569                                                 E = BR->referenced_vars_end();
2570       for ( ; I != E; ++I)
2571         AddToWorkList(I.getCapturedRegion());
2572     }
2573   }
2574
2575
2576   // Update the set of live symbols.
2577   for (auto SI = V.symbol_begin(), SE = V.symbol_end(); SI!=SE; ++SI)
2578     SymReaper.markLive(*SI);
2579 }
2580
2581 bool RemoveDeadBindingsWorker::UpdatePostponed() {
2582   // See if any postponed SymbolicRegions are actually live now, after
2583   // having done a scan.
2584   bool Changed = false;
2585
2586   for (auto I = Postponed.begin(), E = Postponed.end(); I != E; ++I) {
2587     if (const SymbolicRegion *SR = *I) {
2588       if (SymReaper.isLive(SR->getSymbol())) {
2589         Changed |= AddToWorkList(SR);
2590         *I = nullptr;
2591       }
2592     }
2593   }
2594
2595   return Changed;
2596 }
2597
2598 StoreRef RegionStoreManager::removeDeadBindings(Store store,
2599                                                 const StackFrameContext *LCtx,
2600                                                 SymbolReaper& SymReaper) {
2601   RegionBindingsRef B = getRegionBindings(store);
2602   RemoveDeadBindingsWorker W(*this, StateMgr, B, SymReaper, LCtx);
2603   W.GenerateClusters();
2604
2605   // Enqueue the region roots onto the worklist.
2606   for (SymbolReaper::region_iterator I = SymReaper.region_begin(),
2607        E = SymReaper.region_end(); I != E; ++I) {
2608     W.AddToWorkList(*I);
2609   }
2610
2611   do W.RunWorkList(); while (W.UpdatePostponed());
2612
2613   // We have now scanned the store, marking reachable regions and symbols
2614   // as live.  We now remove all the regions that are dead from the store
2615   // as well as update DSymbols with the set symbols that are now dead.
2616   for (RegionBindingsRef::iterator I = B.begin(), E = B.end(); I != E; ++I) {
2617     const MemRegion *Base = I.getKey();
2618
2619     // If the cluster has been visited, we know the region has been marked.
2620     // Otherwise, remove the dead entry.
2621     if (!W.isVisited(Base))
2622       B = B.remove(Base);
2623   }
2624
2625   return StoreRef(B.asStore(), *this);
2626 }
2627
2628 //===----------------------------------------------------------------------===//
2629 // Utility methods.
2630 //===----------------------------------------------------------------------===//
2631
2632 void RegionStoreManager::printJson(raw_ostream &Out, Store S, const char *NL,
2633                                    unsigned int Space, bool IsDot) const {
2634   RegionBindingsRef Bindings = getRegionBindings(S);
2635
2636   Indent(Out, Space, IsDot) << "\"store\": ";
2637
2638   if (Bindings.isEmpty()) {
2639     Out << "null," << NL;
2640     return;
2641   }
2642
2643   Out << "{ \"pointer\": \"" << Bindings.asStore() << "\", \"items\": [" << NL;
2644   Bindings.printJson(Out, NL, Space + 1, IsDot);
2645   Indent(Out, Space, IsDot) << "]}," << NL;
2646 }