]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/StaticAnalyzer/Core/RegionStore.cpp
MFV r331712:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / tools / clang / lib / StaticAnalyzer / Core / RegionStore.cpp
1 //== RegionStore.cpp - Field-sensitive store model --------------*- C++ -*--==//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file defines a basic region store model. In this model, we do have field
11 // sensitivity. But we assume nothing about the heap shape. So recursive data
12 // structures are largely ignored. Basically we do 1-limiting analysis.
13 // Parameter pointers are assumed with no aliasing. Pointee objects of
14 // parameters are created lazily.
15 //
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 #include "clang/AST/Attr.h"
19 #include "clang/AST/CharUnits.h"
20 #include "clang/Analysis/Analyses/LiveVariables.h"
21 #include "clang/Analysis/AnalysisDeclContext.h"
22 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
23 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/AnalysisManager.h"
24 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/CallEvent.h"
25 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/MemRegion.h"
26 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/ProgramState.h"
27 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/ProgramStateTrait.h"
28 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/SubEngine.h"
29 #include "llvm/ADT/ImmutableMap.h"
30 #include "llvm/ADT/Optional.h"
31 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
32 #include <utility>
33
34 using namespace clang;
35 using namespace ento;
36
37 //===----------------------------------------------------------------------===//
38 // Representation of binding keys.
39 //===----------------------------------------------------------------------===//
40
41 namespace {
42 class BindingKey {
43 public:
44   enum Kind { Default = 0x0, Direct = 0x1 };
45 private:
46   enum { Symbolic = 0x2 };
47
48   llvm::PointerIntPair<const MemRegion *, 2> P;
49   uint64_t Data;
50
51   /// Create a key for a binding to region \p r, which has a symbolic offset
52   /// from region \p Base.
53   explicit BindingKey(const SubRegion *r, const SubRegion *Base, Kind k)
54     : P(r, k | Symbolic), Data(reinterpret_cast<uintptr_t>(Base)) {
55     assert(r && Base && "Must have known regions.");
56     assert(getConcreteOffsetRegion() == Base && "Failed to store base region");
57   }
58
59   /// Create a key for a binding at \p offset from base region \p r.
60   explicit BindingKey(const MemRegion *r, uint64_t offset, Kind k)
61     : P(r, k), Data(offset) {
62     assert(r && "Must have known regions.");
63     assert(getOffset() == offset && "Failed to store offset");
64     assert((r == r->getBaseRegion() || isa<ObjCIvarRegion>(r)) && "Not a base");
65   }
66 public:
67
68   bool isDirect() const { return P.getInt() & Direct; }
69   bool hasSymbolicOffset() const { return P.getInt() & Symbolic; }
70
71   const MemRegion *getRegion() const { return P.getPointer(); }
72   uint64_t getOffset() const {
73     assert(!hasSymbolicOffset());
74     return Data;
75   }
76
77   const SubRegion *getConcreteOffsetRegion() const {
78     assert(hasSymbolicOffset());
79     return reinterpret_cast<const SubRegion *>(static_cast<uintptr_t>(Data));
80   }
81
82   const MemRegion *getBaseRegion() const {
83     if (hasSymbolicOffset())
84       return getConcreteOffsetRegion()->getBaseRegion();
85     return getRegion()->getBaseRegion();
86   }
87
88   void Profile(llvm::FoldingSetNodeID& ID) const {
89     ID.AddPointer(P.getOpaqueValue());
90     ID.AddInteger(Data);
91   }
92
93   static BindingKey Make(const MemRegion *R, Kind k);
94
95   bool operator<(const BindingKey &X) const {
96     if (P.getOpaqueValue() < X.P.getOpaqueValue())
97       return true;
98     if (P.getOpaqueValue() > X.P.getOpaqueValue())
99       return false;
100     return Data < X.Data;
101   }
102
103   bool operator==(const BindingKey &X) const {
104     return P.getOpaqueValue() == X.P.getOpaqueValue() &&
105            Data == X.Data;
106   }
107
108   void dump() const;
109 };
110 } // end anonymous namespace
111
112 BindingKey BindingKey::Make(const MemRegion *R, Kind k) {
113   const RegionOffset &RO = R->getAsOffset();
114   if (RO.hasSymbolicOffset())
115     return BindingKey(cast<SubRegion>(R), cast<SubRegion>(RO.getRegion()), k);
116
117   return BindingKey(RO.getRegion(), RO.getOffset(), k);
118 }
119
120 namespace llvm {
121   static inline
122   raw_ostream &operator<<(raw_ostream &os, BindingKey K) {
123     os << '(' << K.getRegion();
124     if (!K.hasSymbolicOffset())
125       os << ',' << K.getOffset();
126     os << ',' << (K.isDirect() ? "direct" : "default")
127        << ')';
128     return os;
129   }
130
131   template <typename T> struct isPodLike;
132   template <> struct isPodLike<BindingKey> {
133     static const bool value = true;
134   };
135 } // end llvm namespace
136
137 #ifndef NDEBUG
138 LLVM_DUMP_METHOD void BindingKey::dump() const { llvm::errs() << *this; }
139 #endif
140
141 //===----------------------------------------------------------------------===//
142 // Actual Store type.
143 //===----------------------------------------------------------------------===//
144
145 typedef llvm::ImmutableMap<BindingKey, SVal>    ClusterBindings;
146 typedef llvm::ImmutableMapRef<BindingKey, SVal> ClusterBindingsRef;
147 typedef std::pair<BindingKey, SVal> BindingPair;
148
149 typedef llvm::ImmutableMap<const MemRegion *, ClusterBindings>
150         RegionBindings;
151
152 namespace {
153 class RegionBindingsRef : public llvm::ImmutableMapRef<const MemRegion *,
154                                  ClusterBindings> {
155   ClusterBindings::Factory *CBFactory;
156
157 public:
158   typedef llvm::ImmutableMapRef<const MemRegion *, ClusterBindings>
159           ParentTy;
160
161   RegionBindingsRef(ClusterBindings::Factory &CBFactory,
162                     const RegionBindings::TreeTy *T,
163                     RegionBindings::TreeTy::Factory *F)
164       : llvm::ImmutableMapRef<const MemRegion *, ClusterBindings>(T, F),
165         CBFactory(&CBFactory) {}
166
167   RegionBindingsRef(const ParentTy &P, ClusterBindings::Factory &CBFactory)
168       : llvm::ImmutableMapRef<const MemRegion *, ClusterBindings>(P),
169         CBFactory(&CBFactory) {}
170
171   RegionBindingsRef add(key_type_ref K, data_type_ref D) const {
172     return RegionBindingsRef(static_cast<const ParentTy *>(this)->add(K, D),
173                              *CBFactory);
174   }
175
176   RegionBindingsRef remove(key_type_ref K) const {
177     return RegionBindingsRef(static_cast<const ParentTy *>(this)->remove(K),
178                              *CBFactory);
179   }
180
181   RegionBindingsRef addBinding(BindingKey K, SVal V) const;
182
183   RegionBindingsRef addBinding(const MemRegion *R,
184                                BindingKey::Kind k, SVal V) const;
185
186   const SVal *lookup(BindingKey K) const;
187   const SVal *lookup(const MemRegion *R, BindingKey::Kind k) const;
188   using llvm::ImmutableMapRef<const MemRegion *, ClusterBindings>::lookup;
189
190   RegionBindingsRef removeBinding(BindingKey K);
191
192   RegionBindingsRef removeBinding(const MemRegion *R,
193                                   BindingKey::Kind k);
194
195   RegionBindingsRef removeBinding(const MemRegion *R) {
196     return removeBinding(R, BindingKey::Direct).
197            removeBinding(R, BindingKey::Default);
198   }
199
200   Optional<SVal> getDirectBinding(const MemRegion *R) const;
201
202   /// getDefaultBinding - Returns an SVal* representing an optional default
203   ///  binding associated with a region and its subregions.
204   Optional<SVal> getDefaultBinding(const MemRegion *R) const;
205
206   /// Return the internal tree as a Store.
207   Store asStore() const {
208     return asImmutableMap().getRootWithoutRetain();
209   }
210
211   void dump(raw_ostream &OS, const char *nl) const {
212    for (iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I) {
213      const ClusterBindings &Cluster = I.getData();
214      for (ClusterBindings::iterator CI = Cluster.begin(), CE = Cluster.end();
215           CI != CE; ++CI) {
216        OS << ' ' << CI.getKey() << " : " << CI.getData() << nl;
217      }
218      OS << nl;
219    }
220   }
221
222   LLVM_DUMP_METHOD void dump() const { dump(llvm::errs(), "\n"); }
223 };
224 } // end anonymous namespace
225
226 typedef const RegionBindingsRef& RegionBindingsConstRef;
227
228 Optional<SVal> RegionBindingsRef::getDirectBinding(const MemRegion *R) const {
229   return Optional<SVal>::create(lookup(R, BindingKey::Direct));
230 }
231
232 Optional<SVal> RegionBindingsRef::getDefaultBinding(const MemRegion *R) const {
233   if (R->isBoundable())
234     if (const TypedValueRegion *TR = dyn_cast<TypedValueRegion>(R))
235       if (TR->getValueType()->isUnionType())
236         return UnknownVal();
237
238   return Optional<SVal>::create(lookup(R, BindingKey::Default));
239 }
240
241 RegionBindingsRef RegionBindingsRef::addBinding(BindingKey K, SVal V) const {
242   const MemRegion *Base = K.getBaseRegion();
243
244   const ClusterBindings *ExistingCluster = lookup(Base);
245   ClusterBindings Cluster =
246       (ExistingCluster ? *ExistingCluster : CBFactory->getEmptyMap());
247
248   ClusterBindings NewCluster = CBFactory->add(Cluster, K, V);
249   return add(Base, NewCluster);
250 }
251
252
253 RegionBindingsRef RegionBindingsRef::addBinding(const MemRegion *R,
254                                                 BindingKey::Kind k,
255                                                 SVal V) const {
256   return addBinding(BindingKey::Make(R, k), V);
257 }
258
259 const SVal *RegionBindingsRef::lookup(BindingKey K) const {
260   const ClusterBindings *Cluster = lookup(K.getBaseRegion());
261   if (!Cluster)
262     return nullptr;
263   return Cluster->lookup(K);
264 }
265
266 const SVal *RegionBindingsRef::lookup(const MemRegion *R,
267                                       BindingKey::Kind k) const {
268   return lookup(BindingKey::Make(R, k));
269 }
270
271 RegionBindingsRef RegionBindingsRef::removeBinding(BindingKey K) {
272   const MemRegion *Base = K.getBaseRegion();
273   const ClusterBindings *Cluster = lookup(Base);
274   if (!Cluster)
275     return *this;
276
277   ClusterBindings NewCluster = CBFactory->remove(*Cluster, K);
278   if (NewCluster.isEmpty())
279     return remove(Base);
280   return add(Base, NewCluster);
281 }
282
283 RegionBindingsRef RegionBindingsRef::removeBinding(const MemRegion *R,
284                                                 BindingKey::Kind k){
285   return removeBinding(BindingKey::Make(R, k));
286 }
287
288 //===----------------------------------------------------------------------===//
289 // Fine-grained control of RegionStoreManager.
290 //===----------------------------------------------------------------------===//
291
292 namespace {
293 struct minimal_features_tag {};
294 struct maximal_features_tag {};
295
296 class RegionStoreFeatures {
297   bool SupportsFields;
298 public:
299   RegionStoreFeatures(minimal_features_tag) :
300     SupportsFields(false) {}
301
302   RegionStoreFeatures(maximal_features_tag) :
303     SupportsFields(true) {}
304
305   void enableFields(bool t) { SupportsFields = t; }
306
307   bool supportsFields() const { return SupportsFields; }
308 };
309 }
310
311 //===----------------------------------------------------------------------===//
312 // Main RegionStore logic.
313 //===----------------------------------------------------------------------===//
314
315 namespace {
316 class invalidateRegionsWorker;
317
318 class RegionStoreManager : public StoreManager {
319 public:
320   const RegionStoreFeatures Features;
321
322   RegionBindings::Factory RBFactory;
323   mutable ClusterBindings::Factory CBFactory;
324
325   typedef std::vector<SVal> SValListTy;
326 private:
327   typedef llvm::DenseMap<const LazyCompoundValData *,
328                          SValListTy> LazyBindingsMapTy;
329   LazyBindingsMapTy LazyBindingsMap;
330
331   /// The largest number of fields a struct can have and still be
332   /// considered "small".
333   ///
334   /// This is currently used to decide whether or not it is worth "forcing" a
335   /// LazyCompoundVal on bind.
336   ///
337   /// This is controlled by 'region-store-small-struct-limit' option.
338   /// To disable all small-struct-dependent behavior, set the option to "0".
339   unsigned SmallStructLimit;
340
341   /// \brief A helper used to populate the work list with the given set of
342   /// regions.
343   void populateWorkList(invalidateRegionsWorker &W,
344                         ArrayRef<SVal> Values,
345                         InvalidatedRegions *TopLevelRegions);
346
347 public:
348   RegionStoreManager(ProgramStateManager& mgr, const RegionStoreFeatures &f)
349     : StoreManager(mgr), Features(f),
350       RBFactory(mgr.getAllocator()), CBFactory(mgr.getAllocator()),
351       SmallStructLimit(0) {
352     if (SubEngine *Eng = StateMgr.getOwningEngine()) {
353       AnalyzerOptions &Options = Eng->getAnalysisManager().options;
354       SmallStructLimit =
355         Options.getOptionAsInteger("region-store-small-struct-limit", 2);
356     }
357   }
358
359
360   /// setImplicitDefaultValue - Set the default binding for the provided
361   ///  MemRegion to the value implicitly defined for compound literals when
362   ///  the value is not specified.
363   RegionBindingsRef setImplicitDefaultValue(RegionBindingsConstRef B,
364                                             const MemRegion *R, QualType T);
365
366   /// ArrayToPointer - Emulates the "decay" of an array to a pointer
367   ///  type.  'Array' represents the lvalue of the array being decayed
368   ///  to a pointer, and the returned SVal represents the decayed
369   ///  version of that lvalue (i.e., a pointer to the first element of
370   ///  the array).  This is called by ExprEngine when evaluating
371   ///  casts from arrays to pointers.
372   SVal ArrayToPointer(Loc Array, QualType ElementTy) override;
373
374   StoreRef getInitialStore(const LocationContext *InitLoc) override {
375     return StoreRef(RBFactory.getEmptyMap().getRootWithoutRetain(), *this);
376   }
377
378   //===-------------------------------------------------------------------===//
379   // Binding values to regions.
380   //===-------------------------------------------------------------------===//
381   RegionBindingsRef invalidateGlobalRegion(MemRegion::Kind K,
382                                            const Expr *Ex,
383                                            unsigned Count,
384                                            const LocationContext *LCtx,
385                                            RegionBindingsRef B,
386                                            InvalidatedRegions *Invalidated);
387
388   StoreRef invalidateRegions(Store store,
389                              ArrayRef<SVal> Values,
390                              const Expr *E, unsigned Count,
391                              const LocationContext *LCtx,
392                              const CallEvent *Call,
393                              InvalidatedSymbols &IS,
394                              RegionAndSymbolInvalidationTraits &ITraits,
395                              InvalidatedRegions *Invalidated,
396                              InvalidatedRegions *InvalidatedTopLevel) override;
397
398   bool scanReachableSymbols(Store S, const MemRegion *R,
399                             ScanReachableSymbols &Callbacks) override;
400
401   RegionBindingsRef removeSubRegionBindings(RegionBindingsConstRef B,
402                                             const SubRegion *R);
403
404 public: // Part of public interface to class.
405
406   StoreRef Bind(Store store, Loc LV, SVal V) override {
407     return StoreRef(bind(getRegionBindings(store), LV, V).asStore(), *this);
408   }
409
410   RegionBindingsRef bind(RegionBindingsConstRef B, Loc LV, SVal V);
411
412   // BindDefault is only used to initialize a region with a default value.
413   StoreRef BindDefault(Store store, const MemRegion *R, SVal V) override {
414     // FIXME: The offsets of empty bases can be tricky because of
415     // of the so called "empty base class optimization".
416     // If a base class has been optimized out
417     // we should not try to create a binding, otherwise we should.
418     // Unfortunately, at the moment ASTRecordLayout doesn't expose
419     // the actual sizes of the empty bases
420     // and trying to infer them from offsets/alignments
421     // seems to be error-prone and non-trivial because of the trailing padding.
422     // As a temporary mitigation we don't create bindings for empty bases.
423     if (R->getKind() == MemRegion::CXXBaseObjectRegionKind &&
424         cast<CXXBaseObjectRegion>(R)->getDecl()->isEmpty())
425       return StoreRef(store, *this);
426
427     RegionBindingsRef B = getRegionBindings(store);
428     assert(!B.lookup(R, BindingKey::Direct));
429
430     BindingKey Key = BindingKey::Make(R, BindingKey::Default);
431     if (B.lookup(Key)) {
432       const SubRegion *SR = cast<SubRegion>(R);
433       assert(SR->getAsOffset().getOffset() ==
434              SR->getSuperRegion()->getAsOffset().getOffset() &&
435              "A default value must come from a super-region");
436       B = removeSubRegionBindings(B, SR);
437     } else {
438       B = B.addBinding(Key, V);
439     }
440
441     return StoreRef(B.asImmutableMap().getRootWithoutRetain(), *this);
442   }
443
444   /// Attempt to extract the fields of \p LCV and bind them to the struct region
445   /// \p R.
446   ///
447   /// This path is used when it seems advantageous to "force" loading the values
448   /// within a LazyCompoundVal to bind memberwise to the struct region, rather
449   /// than using a Default binding at the base of the entire region. This is a
450   /// heuristic attempting to avoid building long chains of LazyCompoundVals.
451   ///
452   /// \returns The updated store bindings, or \c None if binding non-lazily
453   ///          would be too expensive.
454   Optional<RegionBindingsRef> tryBindSmallStruct(RegionBindingsConstRef B,
455                                                  const TypedValueRegion *R,
456                                                  const RecordDecl *RD,
457                                                  nonloc::LazyCompoundVal LCV);
458
459   /// BindStruct - Bind a compound value to a structure.
460   RegionBindingsRef bindStruct(RegionBindingsConstRef B,
461                                const TypedValueRegion* R, SVal V);
462
463   /// BindVector - Bind a compound value to a vector.
464   RegionBindingsRef bindVector(RegionBindingsConstRef B,
465                                const TypedValueRegion* R, SVal V);
466
467   RegionBindingsRef bindArray(RegionBindingsConstRef B,
468                               const TypedValueRegion* R,
469                               SVal V);
470
471   /// Clears out all bindings in the given region and assigns a new value
472   /// as a Default binding.
473   RegionBindingsRef bindAggregate(RegionBindingsConstRef B,
474                                   const TypedRegion *R,
475                                   SVal DefaultVal);
476
477   /// \brief Create a new store with the specified binding removed.
478   /// \param ST the original store, that is the basis for the new store.
479   /// \param L the location whose binding should be removed.
480   StoreRef killBinding(Store ST, Loc L) override;
481
482   void incrementReferenceCount(Store store) override {
483     getRegionBindings(store).manualRetain();
484   }
485
486   /// If the StoreManager supports it, decrement the reference count of
487   /// the specified Store object.  If the reference count hits 0, the memory
488   /// associated with the object is recycled.
489   void decrementReferenceCount(Store store) override {
490     getRegionBindings(store).manualRelease();
491   }
492
493   bool includedInBindings(Store store, const MemRegion *region) const override;
494
495   /// \brief Return the value bound to specified location in a given state.
496   ///
497   /// The high level logic for this method is this:
498   /// getBinding (L)
499   ///   if L has binding
500   ///     return L's binding
501   ///   else if L is in killset
502   ///     return unknown
503   ///   else
504   ///     if L is on stack or heap
505   ///       return undefined
506   ///     else
507   ///       return symbolic
508   SVal getBinding(Store S, Loc L, QualType T) override {
509     return getBinding(getRegionBindings(S), L, T);
510   }
511
512   Optional<SVal> getDefaultBinding(Store S, const MemRegion *R) override {
513     RegionBindingsRef B = getRegionBindings(S);
514     // Default bindings are always applied over a base region so look up the
515     // base region's default binding, otherwise the lookup will fail when R
516     // is at an offset from R->getBaseRegion().
517     return B.getDefaultBinding(R->getBaseRegion());
518   }
519
520   SVal getBinding(RegionBindingsConstRef B, Loc L, QualType T = QualType());
521
522   SVal getBindingForElement(RegionBindingsConstRef B, const ElementRegion *R);
523
524   SVal getBindingForField(RegionBindingsConstRef B, const FieldRegion *R);
525
526   SVal getBindingForObjCIvar(RegionBindingsConstRef B, const ObjCIvarRegion *R);
527
528   SVal getBindingForVar(RegionBindingsConstRef B, const VarRegion *R);
529
530   SVal getBindingForLazySymbol(const TypedValueRegion *R);
531
532   SVal getBindingForFieldOrElementCommon(RegionBindingsConstRef B,
533                                          const TypedValueRegion *R,
534                                          QualType Ty);
535
536   SVal getLazyBinding(const SubRegion *LazyBindingRegion,
537                       RegionBindingsRef LazyBinding);
538
539   /// Get bindings for the values in a struct and return a CompoundVal, used
540   /// when doing struct copy:
541   /// struct s x, y;
542   /// x = y;
543   /// y's value is retrieved by this method.
544   SVal getBindingForStruct(RegionBindingsConstRef B, const TypedValueRegion *R);
545   SVal getBindingForArray(RegionBindingsConstRef B, const TypedValueRegion *R);
546   NonLoc createLazyBinding(RegionBindingsConstRef B, const TypedValueRegion *R);
547
548   /// Used to lazily generate derived symbols for bindings that are defined
549   /// implicitly by default bindings in a super region.
550   ///
551   /// Note that callers may need to specially handle LazyCompoundVals, which
552   /// are returned as is in case the caller needs to treat them differently.
553   Optional<SVal> getBindingForDerivedDefaultValue(RegionBindingsConstRef B,
554                                                   const MemRegion *superR,
555                                                   const TypedValueRegion *R,
556                                                   QualType Ty);
557
558   /// Get the state and region whose binding this region \p R corresponds to.
559   ///
560   /// If there is no lazy binding for \p R, the returned value will have a null
561   /// \c second. Note that a null pointer can represents a valid Store.
562   std::pair<Store, const SubRegion *>
563   findLazyBinding(RegionBindingsConstRef B, const SubRegion *R,
564                   const SubRegion *originalRegion);
565
566   /// Returns the cached set of interesting SVals contained within a lazy
567   /// binding.
568   ///
569   /// The precise value of "interesting" is determined for the purposes of
570   /// RegionStore's internal analysis. It must always contain all regions and
571   /// symbols, but may omit constants and other kinds of SVal.
572   const SValListTy &getInterestingValues(nonloc::LazyCompoundVal LCV);
573
574   //===------------------------------------------------------------------===//
575   // State pruning.
576   //===------------------------------------------------------------------===//
577
578   /// removeDeadBindings - Scans the RegionStore of 'state' for dead values.
579   ///  It returns a new Store with these values removed.
580   StoreRef removeDeadBindings(Store store, const StackFrameContext *LCtx,
581                               SymbolReaper& SymReaper) override;
582
583   //===------------------------------------------------------------------===//
584   // Region "extents".
585   //===------------------------------------------------------------------===//
586
587   // FIXME: This method will soon be eliminated; see the note in Store.h.
588   DefinedOrUnknownSVal getSizeInElements(ProgramStateRef state,
589                                          const MemRegion* R,
590                                          QualType EleTy) override;
591
592   //===------------------------------------------------------------------===//
593   // Utility methods.
594   //===------------------------------------------------------------------===//
595
596   RegionBindingsRef getRegionBindings(Store store) const {
597     return RegionBindingsRef(CBFactory,
598                              static_cast<const RegionBindings::TreeTy*>(store),
599                              RBFactory.getTreeFactory());
600   }
601
602   void print(Store store, raw_ostream &Out, const char* nl,
603              const char *sep) override;
604
605   void iterBindings(Store store, BindingsHandler& f) override {
606     RegionBindingsRef B = getRegionBindings(store);
607     for (RegionBindingsRef::iterator I = B.begin(), E = B.end(); I != E; ++I) {
608       const ClusterBindings &Cluster = I.getData();
609       for (ClusterBindings::iterator CI = Cluster.begin(), CE = Cluster.end();
610            CI != CE; ++CI) {
611         const BindingKey &K = CI.getKey();
612         if (!K.isDirect())
613           continue;
614         if (const SubRegion *R = dyn_cast<SubRegion>(K.getRegion())) {
615           // FIXME: Possibly incorporate the offset?
616           if (!f.HandleBinding(*this, store, R, CI.getData()))
617             return;
618         }
619       }
620     }
621   }
622 };
623
624 } // end anonymous namespace
625
626 //===----------------------------------------------------------------------===//
627 // RegionStore creation.
628 //===----------------------------------------------------------------------===//
629
630 std::unique_ptr<StoreManager>
631 ento::CreateRegionStoreManager(ProgramStateManager &StMgr) {
632   RegionStoreFeatures F = maximal_features_tag();
633   return llvm::make_unique<RegionStoreManager>(StMgr, F);
634 }
635
636 std::unique_ptr<StoreManager>
637 ento::CreateFieldsOnlyRegionStoreManager(ProgramStateManager &StMgr) {
638   RegionStoreFeatures F = minimal_features_tag();
639   F.enableFields(true);
640   return llvm::make_unique<RegionStoreManager>(StMgr, F);
641 }
642
643
644 //===----------------------------------------------------------------------===//
645 // Region Cluster analysis.
646 //===----------------------------------------------------------------------===//
647
648 namespace {
649 /// Used to determine which global regions are automatically included in the
650 /// initial worklist of a ClusterAnalysis.
651 enum GlobalsFilterKind {
652   /// Don't include any global regions.
653   GFK_None,
654   /// Only include system globals.
655   GFK_SystemOnly,
656   /// Include all global regions.
657   GFK_All
658 };
659
660 template <typename DERIVED>
661 class ClusterAnalysis  {
662 protected:
663   typedef llvm::DenseMap<const MemRegion *, const ClusterBindings *> ClusterMap;
664   typedef const MemRegion * WorkListElement;
665   typedef SmallVector<WorkListElement, 10> WorkList;
666
667   llvm::SmallPtrSet<const ClusterBindings *, 16> Visited;
668
669   WorkList WL;
670
671   RegionStoreManager &RM;
672   ASTContext &Ctx;
673   SValBuilder &svalBuilder;
674
675   RegionBindingsRef B;
676
677
678 protected:
679   const ClusterBindings *getCluster(const MemRegion *R) {
680     return B.lookup(R);
681   }
682
683   /// Returns true if all clusters in the given memspace should be initially
684   /// included in the cluster analysis. Subclasses may provide their
685   /// own implementation.
686   bool includeEntireMemorySpace(const MemRegion *Base) {
687     return false;
688   }
689
690 public:
691   ClusterAnalysis(RegionStoreManager &rm, ProgramStateManager &StateMgr,
692                   RegionBindingsRef b)
693       : RM(rm), Ctx(StateMgr.getContext()),
694         svalBuilder(StateMgr.getSValBuilder()), B(std::move(b)) {}
695
696   RegionBindingsRef getRegionBindings() const { return B; }
697
698   bool isVisited(const MemRegion *R) {
699     return Visited.count(getCluster(R));
700   }
701
702   void GenerateClusters() {
703     // Scan the entire set of bindings and record the region clusters.
704     for (RegionBindingsRef::iterator RI = B.begin(), RE = B.end();
705          RI != RE; ++RI){
706       const MemRegion *Base = RI.getKey();
707
708       const ClusterBindings &Cluster = RI.getData();
709       assert(!Cluster.isEmpty() && "Empty clusters should be removed");
710       static_cast<DERIVED*>(this)->VisitAddedToCluster(Base, Cluster);
711
712       // If the base's memspace should be entirely invalidated, add the cluster
713       // to the workspace up front.
714       if (static_cast<DERIVED*>(this)->includeEntireMemorySpace(Base))
715         AddToWorkList(WorkListElement(Base), &Cluster);
716     }
717   }
718
719   bool AddToWorkList(WorkListElement E, const ClusterBindings *C) {
720     if (C && !Visited.insert(C).second)
721       return false;
722     WL.push_back(E);
723     return true;
724   }
725
726   bool AddToWorkList(const MemRegion *R) {
727     return static_cast<DERIVED*>(this)->AddToWorkList(R);
728   }
729
730   void RunWorkList() {
731     while (!WL.empty()) {
732       WorkListElement E = WL.pop_back_val();
733       const MemRegion *BaseR = E;
734
735       static_cast<DERIVED*>(this)->VisitCluster(BaseR, getCluster(BaseR));
736     }
737   }
738
739   void VisitAddedToCluster(const MemRegion *baseR, const ClusterBindings &C) {}
740   void VisitCluster(const MemRegion *baseR, const ClusterBindings *C) {}
741
742   void VisitCluster(const MemRegion *BaseR, const ClusterBindings *C,
743                     bool Flag) {
744     static_cast<DERIVED*>(this)->VisitCluster(BaseR, C);
745   }
746 };
747 }
748
749 //===----------------------------------------------------------------------===//
750 // Binding invalidation.
751 //===----------------------------------------------------------------------===//
752
753 bool RegionStoreManager::scanReachableSymbols(Store S, const MemRegion *R,
754                                               ScanReachableSymbols &Callbacks) {
755   assert(R == R->getBaseRegion() && "Should only be called for base regions");
756   RegionBindingsRef B = getRegionBindings(S);
757   const ClusterBindings *Cluster = B.lookup(R);
758
759   if (!Cluster)
760     return true;
761
762   for (ClusterBindings::iterator RI = Cluster->begin(), RE = Cluster->end();
763        RI != RE; ++RI) {
764     if (!Callbacks.scan(RI.getData()))
765       return false;
766   }
767
768   return true;
769 }
770
771 static inline bool isUnionField(const FieldRegion *FR) {
772   return FR->getDecl()->getParent()->isUnion();
773 }
774
775 typedef SmallVector<const FieldDecl *, 8> FieldVector;
776
777 static void getSymbolicOffsetFields(BindingKey K, FieldVector &Fields) {
778   assert(K.hasSymbolicOffset() && "Not implemented for concrete offset keys");
779
780   const MemRegion *Base = K.getConcreteOffsetRegion();
781   const MemRegion *R = K.getRegion();
782
783   while (R != Base) {
784     if (const FieldRegion *FR = dyn_cast<FieldRegion>(R))
785       if (!isUnionField(FR))
786         Fields.push_back(FR->getDecl());
787
788     R = cast<SubRegion>(R)->getSuperRegion();
789   }
790 }
791
792 static bool isCompatibleWithFields(BindingKey K, const FieldVector &Fields) {
793   assert(K.hasSymbolicOffset() && "Not implemented for concrete offset keys");
794
795   if (Fields.empty())
796     return true;
797
798   FieldVector FieldsInBindingKey;
799   getSymbolicOffsetFields(K, FieldsInBindingKey);
800
801   ptrdiff_t Delta = FieldsInBindingKey.size() - Fields.size();
802   if (Delta >= 0)
803     return std::equal(FieldsInBindingKey.begin() + Delta,
804                       FieldsInBindingKey.end(),
805                       Fields.begin());
806   else
807     return std::equal(FieldsInBindingKey.begin(), FieldsInBindingKey.end(),
808                       Fields.begin() - Delta);
809 }
810
811 /// Collects all bindings in \p Cluster that may refer to bindings within
812 /// \p Top.
813 ///
814 /// Each binding is a pair whose \c first is the key (a BindingKey) and whose
815 /// \c second is the value (an SVal).
816 ///
817 /// The \p IncludeAllDefaultBindings parameter specifies whether to include
818 /// default bindings that may extend beyond \p Top itself, e.g. if \p Top is
819 /// an aggregate within a larger aggregate with a default binding.
820 static void
821 collectSubRegionBindings(SmallVectorImpl<BindingPair> &Bindings,
822                          SValBuilder &SVB, const ClusterBindings &Cluster,
823                          const SubRegion *Top, BindingKey TopKey,
824                          bool IncludeAllDefaultBindings) {
825   FieldVector FieldsInSymbolicSubregions;
826   if (TopKey.hasSymbolicOffset()) {
827     getSymbolicOffsetFields(TopKey, FieldsInSymbolicSubregions);
828     Top = cast<SubRegion>(TopKey.getConcreteOffsetRegion());
829     TopKey = BindingKey::Make(Top, BindingKey::Default);
830   }
831
832   // Find the length (in bits) of the region being invalidated.
833   uint64_t Length = UINT64_MAX;
834   SVal Extent = Top->getExtent(SVB);
835   if (Optional<nonloc::ConcreteInt> ExtentCI =
836           Extent.getAs<nonloc::ConcreteInt>()) {
837     const llvm::APSInt &ExtentInt = ExtentCI->getValue();
838     assert(ExtentInt.isNonNegative() || ExtentInt.isUnsigned());
839     // Extents are in bytes but region offsets are in bits. Be careful!
840     Length = ExtentInt.getLimitedValue() * SVB.getContext().getCharWidth();
841   } else if (const FieldRegion *FR = dyn_cast<FieldRegion>(Top)) {
842     if (FR->getDecl()->isBitField())
843       Length = FR->getDecl()->getBitWidthValue(SVB.getContext());
844   }
845
846   for (ClusterBindings::iterator I = Cluster.begin(), E = Cluster.end();
847        I != E; ++I) {
848     BindingKey NextKey = I.getKey();
849     if (NextKey.getRegion() == TopKey.getRegion()) {
850       // FIXME: This doesn't catch the case where we're really invalidating a
851       // region with a symbolic offset. Example:
852       //      R: points[i].y
853       //   Next: points[0].x
854
855       if (NextKey.getOffset() > TopKey.getOffset() &&
856           NextKey.getOffset() - TopKey.getOffset() < Length) {
857         // Case 1: The next binding is inside the region we're invalidating.
858         // Include it.
859         Bindings.push_back(*I);
860
861       } else if (NextKey.getOffset() == TopKey.getOffset()) {
862         // Case 2: The next binding is at the same offset as the region we're
863         // invalidating. In this case, we need to leave default bindings alone,
864         // since they may be providing a default value for a regions beyond what
865         // we're invalidating.
866         // FIXME: This is probably incorrect; consider invalidating an outer
867         // struct whose first field is bound to a LazyCompoundVal.
868         if (IncludeAllDefaultBindings || NextKey.isDirect())
869           Bindings.push_back(*I);
870       }
871
872     } else if (NextKey.hasSymbolicOffset()) {
873       const MemRegion *Base = NextKey.getConcreteOffsetRegion();
874       if (Top->isSubRegionOf(Base)) {
875         // Case 3: The next key is symbolic and we just changed something within
876         // its concrete region. We don't know if the binding is still valid, so
877         // we'll be conservative and include it.
878         if (IncludeAllDefaultBindings || NextKey.isDirect())
879           if (isCompatibleWithFields(NextKey, FieldsInSymbolicSubregions))
880             Bindings.push_back(*I);
881       } else if (const SubRegion *BaseSR = dyn_cast<SubRegion>(Base)) {
882         // Case 4: The next key is symbolic, but we changed a known
883         // super-region. In this case the binding is certainly included.
884         if (Top == Base || BaseSR->isSubRegionOf(Top))
885           if (isCompatibleWithFields(NextKey, FieldsInSymbolicSubregions))
886             Bindings.push_back(*I);
887       }
888     }
889   }
890 }
891
892 static void
893 collectSubRegionBindings(SmallVectorImpl<BindingPair> &Bindings,
894                          SValBuilder &SVB, const ClusterBindings &Cluster,
895                          const SubRegion *Top, bool IncludeAllDefaultBindings) {
896   collectSubRegionBindings(Bindings, SVB, Cluster, Top,
897                            BindingKey::Make(Top, BindingKey::Default),
898                            IncludeAllDefaultBindings);
899 }
900
901 RegionBindingsRef
902 RegionStoreManager::removeSubRegionBindings(RegionBindingsConstRef B,
903                                             const SubRegion *Top) {
904   BindingKey TopKey = BindingKey::Make(Top, BindingKey::Default);
905   const MemRegion *ClusterHead = TopKey.getBaseRegion();
906
907   if (Top == ClusterHead) {
908     // We can remove an entire cluster's bindings all in one go.
909     return B.remove(Top);
910   }
911
912   const ClusterBindings *Cluster = B.lookup(ClusterHead);
913   if (!Cluster) {
914     // If we're invalidating a region with a symbolic offset, we need to make
915     // sure we don't treat the base region as uninitialized anymore.
916     if (TopKey.hasSymbolicOffset()) {
917       const SubRegion *Concrete = TopKey.getConcreteOffsetRegion();
918       return B.addBinding(Concrete, BindingKey::Default, UnknownVal());
919     }
920     return B;
921   }
922
923   SmallVector<BindingPair, 32> Bindings;
924   collectSubRegionBindings(Bindings, svalBuilder, *Cluster, Top, TopKey,
925                            /*IncludeAllDefaultBindings=*/false);
926
927   ClusterBindingsRef Result(*Cluster, CBFactory);
928   for (SmallVectorImpl<BindingPair>::const_iterator I = Bindings.begin(),
929                                                     E = Bindings.end();
930        I != E; ++I)
931     Result = Result.remove(I->first);
932
933   // If we're invalidating a region with a symbolic offset, we need to make sure
934   // we don't treat the base region as uninitialized anymore.
935   // FIXME: This isn't very precise; see the example in
936   // collectSubRegionBindings.
937   if (TopKey.hasSymbolicOffset()) {
938     const SubRegion *Concrete = TopKey.getConcreteOffsetRegion();
939     Result = Result.add(BindingKey::Make(Concrete, BindingKey::Default),
940                         UnknownVal());
941   }
942
943   if (Result.isEmpty())
944     return B.remove(ClusterHead);
945   return B.add(ClusterHead, Result.asImmutableMap());
946 }
947
948 namespace {
949 class invalidateRegionsWorker : public ClusterAnalysis<invalidateRegionsWorker>
950 {
951   const Expr *Ex;
952   unsigned Count;
953   const LocationContext *LCtx;
954   InvalidatedSymbols &IS;
955   RegionAndSymbolInvalidationTraits &ITraits;
956   StoreManager::InvalidatedRegions *Regions;
957   GlobalsFilterKind GlobalsFilter;
958 public:
959   invalidateRegionsWorker(RegionStoreManager &rm,
960                           ProgramStateManager &stateMgr,
961                           RegionBindingsRef b,
962                           const Expr *ex, unsigned count,
963                           const LocationContext *lctx,
964                           InvalidatedSymbols &is,
965                           RegionAndSymbolInvalidationTraits &ITraitsIn,
966                           StoreManager::InvalidatedRegions *r,
967                           GlobalsFilterKind GFK)
968      : ClusterAnalysis<invalidateRegionsWorker>(rm, stateMgr, b),
969        Ex(ex), Count(count), LCtx(lctx), IS(is), ITraits(ITraitsIn), Regions(r),
970        GlobalsFilter(GFK) {}
971
972   void VisitCluster(const MemRegion *baseR, const ClusterBindings *C);
973   void VisitBinding(SVal V);
974
975   using ClusterAnalysis::AddToWorkList;
976
977   bool AddToWorkList(const MemRegion *R);
978
979   /// Returns true if all clusters in the memory space for \p Base should be
980   /// be invalidated.
981   bool includeEntireMemorySpace(const MemRegion *Base);
982
983   /// Returns true if the memory space of the given region is one of the global
984   /// regions specially included at the start of invalidation.
985   bool isInitiallyIncludedGlobalRegion(const MemRegion *R);
986 };
987 }
988
989 bool invalidateRegionsWorker::AddToWorkList(const MemRegion *R) {
990   bool doNotInvalidateSuperRegion = ITraits.hasTrait(
991       R, RegionAndSymbolInvalidationTraits::TK_DoNotInvalidateSuperRegion);
992   const MemRegion *BaseR = doNotInvalidateSuperRegion ? R : R->getBaseRegion();
993   return AddToWorkList(WorkListElement(BaseR), getCluster(BaseR));
994 }
995
996 void invalidateRegionsWorker::VisitBinding(SVal V) {
997   // A symbol?  Mark it touched by the invalidation.
998   if (SymbolRef Sym = V.getAsSymbol())
999     IS.insert(Sym);
1000
1001   if (const MemRegion *R = V.getAsRegion()) {
1002     AddToWorkList(R);
1003     return;
1004   }
1005
1006   // Is it a LazyCompoundVal?  All references get invalidated as well.
1007   if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> LCS =
1008           V.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>()) {
1009
1010     const RegionStoreManager::SValListTy &Vals = RM.getInterestingValues(*LCS);
1011
1012     for (RegionStoreManager::SValListTy::const_iterator I = Vals.begin(),
1013                                                         E = Vals.end();
1014          I != E; ++I)
1015       VisitBinding(*I);
1016
1017     return;
1018   }
1019 }
1020
1021 void invalidateRegionsWorker::VisitCluster(const MemRegion *baseR,
1022                                            const ClusterBindings *C) {
1023
1024   bool PreserveRegionsContents =
1025       ITraits.hasTrait(baseR,
1026                        RegionAndSymbolInvalidationTraits::TK_PreserveContents);
1027
1028   if (C) {
1029     for (ClusterBindings::iterator I = C->begin(), E = C->end(); I != E; ++I)
1030       VisitBinding(I.getData());
1031
1032     // Invalidate regions contents.
1033     if (!PreserveRegionsContents)
1034       B = B.remove(baseR);
1035   }
1036
1037   // BlockDataRegion?  If so, invalidate captured variables that are passed
1038   // by reference.
1039   if (const BlockDataRegion *BR = dyn_cast<BlockDataRegion>(baseR)) {
1040     for (BlockDataRegion::referenced_vars_iterator
1041          BI = BR->referenced_vars_begin(), BE = BR->referenced_vars_end() ;
1042          BI != BE; ++BI) {
1043       const VarRegion *VR = BI.getCapturedRegion();
1044       const VarDecl *VD = VR->getDecl();
1045       if (VD->hasAttr<BlocksAttr>() || !VD->hasLocalStorage()) {
1046         AddToWorkList(VR);
1047       }
1048       else if (Loc::isLocType(VR->getValueType())) {
1049         // Map the current bindings to a Store to retrieve the value
1050         // of the binding.  If that binding itself is a region, we should
1051         // invalidate that region.  This is because a block may capture
1052         // a pointer value, but the thing pointed by that pointer may
1053         // get invalidated.
1054         SVal V = RM.getBinding(B, loc::MemRegionVal(VR));
1055         if (Optional<Loc> L = V.getAs<Loc>()) {
1056           if (const MemRegion *LR = L->getAsRegion())
1057             AddToWorkList(LR);
1058         }
1059       }
1060     }
1061     return;
1062   }
1063
1064   // Symbolic region?
1065   if (const SymbolicRegion *SR = dyn_cast<SymbolicRegion>(baseR))
1066     IS.insert(SR->getSymbol());
1067
1068   // Nothing else should be done in the case when we preserve regions context.
1069   if (PreserveRegionsContents)
1070     return;
1071
1072   // Otherwise, we have a normal data region. Record that we touched the region.
1073   if (Regions)
1074     Regions->push_back(baseR);
1075
1076   if (isa<AllocaRegion>(baseR) || isa<SymbolicRegion>(baseR)) {
1077     // Invalidate the region by setting its default value to
1078     // conjured symbol. The type of the symbol is irrelevant.
1079     DefinedOrUnknownSVal V =
1080       svalBuilder.conjureSymbolVal(baseR, Ex, LCtx, Ctx.IntTy, Count);
1081     B = B.addBinding(baseR, BindingKey::Default, V);
1082     return;
1083   }
1084
1085   if (!baseR->isBoundable())
1086     return;
1087
1088   const TypedValueRegion *TR = cast<TypedValueRegion>(baseR);
1089   QualType T = TR->getValueType();
1090
1091   if (isInitiallyIncludedGlobalRegion(baseR)) {
1092     // If the region is a global and we are invalidating all globals,
1093     // erasing the entry is good enough.  This causes all globals to be lazily
1094     // symbolicated from the same base symbol.
1095     return;
1096   }
1097
1098   if (T->isStructureOrClassType()) {
1099     // Invalidate the region by setting its default value to
1100     // conjured symbol. The type of the symbol is irrelevant.
1101     DefinedOrUnknownSVal V = svalBuilder.conjureSymbolVal(baseR, Ex, LCtx,
1102                                                           Ctx.IntTy, Count);
1103     B = B.addBinding(baseR, BindingKey::Default, V);
1104     return;
1105   }
1106
1107   if (const ArrayType *AT = Ctx.getAsArrayType(T)) {
1108     bool doNotInvalidateSuperRegion = ITraits.hasTrait(
1109         baseR,
1110         RegionAndSymbolInvalidationTraits::TK_DoNotInvalidateSuperRegion);
1111
1112     if (doNotInvalidateSuperRegion) {
1113       // We are not doing blank invalidation of the whole array region so we
1114       // have to manually invalidate each elements.
1115       Optional<uint64_t> NumElements;
1116
1117       // Compute lower and upper offsets for region within array.
1118       if (const ConstantArrayType *CAT = dyn_cast<ConstantArrayType>(AT))
1119         NumElements = CAT->getSize().getZExtValue();
1120       if (!NumElements) // We are not dealing with a constant size array
1121         goto conjure_default;
1122       QualType ElementTy = AT->getElementType();
1123       uint64_t ElemSize = Ctx.getTypeSize(ElementTy);
1124       const RegionOffset &RO = baseR->getAsOffset();
1125       const MemRegion *SuperR = baseR->getBaseRegion();
1126       if (RO.hasSymbolicOffset()) {
1127         // If base region has a symbolic offset,
1128         // we revert to invalidating the super region.
1129         if (SuperR)
1130           AddToWorkList(SuperR);
1131         goto conjure_default;
1132       }
1133
1134       uint64_t LowerOffset = RO.getOffset();
1135       uint64_t UpperOffset = LowerOffset + *NumElements * ElemSize;
1136       bool UpperOverflow = UpperOffset < LowerOffset;
1137
1138       // Invalidate regions which are within array boundaries,
1139       // or have a symbolic offset.
1140       if (!SuperR)
1141         goto conjure_default;
1142
1143       const ClusterBindings *C = B.lookup(SuperR);
1144       if (!C)
1145         goto conjure_default;
1146
1147       for (ClusterBindings::iterator I = C->begin(), E = C->end(); I != E;
1148            ++I) {
1149         const BindingKey &BK = I.getKey();
1150         Optional<uint64_t> ROffset =
1151             BK.hasSymbolicOffset() ? Optional<uint64_t>() : BK.getOffset();
1152
1153         // Check offset is not symbolic and within array's boundaries.
1154         // Handles arrays of 0 elements and of 0-sized elements as well.
1155         if (!ROffset ||
1156             ((*ROffset >= LowerOffset && *ROffset < UpperOffset) ||
1157              (UpperOverflow &&
1158               (*ROffset >= LowerOffset || *ROffset < UpperOffset)) ||
1159              (LowerOffset == UpperOffset && *ROffset == LowerOffset))) {
1160           B = B.removeBinding(I.getKey());
1161           // Bound symbolic regions need to be invalidated for dead symbol
1162           // detection.
1163           SVal V = I.getData();
1164           const MemRegion *R = V.getAsRegion();
1165           if (R && isa<SymbolicRegion>(R))
1166             VisitBinding(V);
1167         }
1168       }
1169     }
1170   conjure_default:
1171       // Set the default value of the array to conjured symbol.
1172     DefinedOrUnknownSVal V =
1173     svalBuilder.conjureSymbolVal(baseR, Ex, LCtx,
1174                                      AT->getElementType(), Count);
1175     B = B.addBinding(baseR, BindingKey::Default, V);
1176     return;
1177   }
1178
1179   DefinedOrUnknownSVal V = svalBuilder.conjureSymbolVal(baseR, Ex, LCtx,
1180                                                         T,Count);
1181   assert(SymbolManager::canSymbolicate(T) || V.isUnknown());
1182   B = B.addBinding(baseR, BindingKey::Direct, V);
1183 }
1184
1185 bool invalidateRegionsWorker::isInitiallyIncludedGlobalRegion(
1186     const MemRegion *R) {
1187   switch (GlobalsFilter) {
1188   case GFK_None:
1189     return false;
1190   case GFK_SystemOnly:
1191     return isa<GlobalSystemSpaceRegion>(R->getMemorySpace());
1192   case GFK_All:
1193     return isa<NonStaticGlobalSpaceRegion>(R->getMemorySpace());
1194   }
1195
1196   llvm_unreachable("unknown globals filter");
1197 }
1198
1199 bool invalidateRegionsWorker::includeEntireMemorySpace(const MemRegion *Base) {
1200   if (isInitiallyIncludedGlobalRegion(Base))
1201     return true;
1202
1203   const MemSpaceRegion *MemSpace = Base->getMemorySpace();
1204   return ITraits.hasTrait(MemSpace,
1205                           RegionAndSymbolInvalidationTraits::TK_EntireMemSpace);
1206 }
1207
1208 RegionBindingsRef
1209 RegionStoreManager::invalidateGlobalRegion(MemRegion::Kind K,
1210                                            const Expr *Ex,
1211                                            unsigned Count,
1212                                            const LocationContext *LCtx,
1213                                            RegionBindingsRef B,
1214                                            InvalidatedRegions *Invalidated) {
1215   // Bind the globals memory space to a new symbol that we will use to derive
1216   // the bindings for all globals.
1217   const GlobalsSpaceRegion *GS = MRMgr.getGlobalsRegion(K);
1218   SVal V = svalBuilder.conjureSymbolVal(/* SymbolTag = */ (const void*) GS, Ex, LCtx,
1219                                         /* type does not matter */ Ctx.IntTy,
1220                                         Count);
1221
1222   B = B.removeBinding(GS)
1223        .addBinding(BindingKey::Make(GS, BindingKey::Default), V);
1224
1225   // Even if there are no bindings in the global scope, we still need to
1226   // record that we touched it.
1227   if (Invalidated)
1228     Invalidated->push_back(GS);
1229
1230   return B;
1231 }
1232
1233 void RegionStoreManager::populateWorkList(invalidateRegionsWorker &W,
1234                                           ArrayRef<SVal> Values,
1235                                           InvalidatedRegions *TopLevelRegions) {
1236   for (ArrayRef<SVal>::iterator I = Values.begin(),
1237                                 E = Values.end(); I != E; ++I) {
1238     SVal V = *I;
1239     if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> LCS =
1240         V.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>()) {
1241
1242       const SValListTy &Vals = getInterestingValues(*LCS);
1243
1244       for (SValListTy::const_iterator I = Vals.begin(),
1245                                       E = Vals.end(); I != E; ++I) {
1246         // Note: the last argument is false here because these are
1247         // non-top-level regions.
1248         if (const MemRegion *R = (*I).getAsRegion())
1249           W.AddToWorkList(R);
1250       }
1251       continue;
1252     }
1253
1254     if (const MemRegion *R = V.getAsRegion()) {
1255       if (TopLevelRegions)
1256         TopLevelRegions->push_back(R);
1257       W.AddToWorkList(R);
1258       continue;
1259     }
1260   }
1261 }
1262
1263 StoreRef
1264 RegionStoreManager::invalidateRegions(Store store,
1265                                      ArrayRef<SVal> Values,
1266                                      const Expr *Ex, unsigned Count,
1267                                      const LocationContext *LCtx,
1268                                      const CallEvent *Call,
1269                                      InvalidatedSymbols &IS,
1270                                      RegionAndSymbolInvalidationTraits &ITraits,
1271                                      InvalidatedRegions *TopLevelRegions,
1272                                      InvalidatedRegions *Invalidated) {
1273   GlobalsFilterKind GlobalsFilter;
1274   if (Call) {
1275     if (Call->isInSystemHeader())
1276       GlobalsFilter = GFK_SystemOnly;
1277     else
1278       GlobalsFilter = GFK_All;
1279   } else {
1280     GlobalsFilter = GFK_None;
1281   }
1282
1283   RegionBindingsRef B = getRegionBindings(store);
1284   invalidateRegionsWorker W(*this, StateMgr, B, Ex, Count, LCtx, IS, ITraits,
1285                             Invalidated, GlobalsFilter);
1286
1287   // Scan the bindings and generate the clusters.
1288   W.GenerateClusters();
1289
1290   // Add the regions to the worklist.
1291   populateWorkList(W, Values, TopLevelRegions);
1292
1293   W.RunWorkList();
1294
1295   // Return the new bindings.
1296   B = W.getRegionBindings();
1297
1298   // For calls, determine which global regions should be invalidated and
1299   // invalidate them. (Note that function-static and immutable globals are never
1300   // invalidated by this.)
1301   // TODO: This could possibly be more precise with modules.
1302   switch (GlobalsFilter) {
1303   case GFK_All:
1304     B = invalidateGlobalRegion(MemRegion::GlobalInternalSpaceRegionKind,
1305                                Ex, Count, LCtx, B, Invalidated);
1306     // FALLTHROUGH
1307   case GFK_SystemOnly:
1308     B = invalidateGlobalRegion(MemRegion::GlobalSystemSpaceRegionKind,
1309                                Ex, Count, LCtx, B, Invalidated);
1310     // FALLTHROUGH
1311   case GFK_None:
1312     break;
1313   }
1314
1315   return StoreRef(B.asStore(), *this);
1316 }
1317
1318 //===----------------------------------------------------------------------===//
1319 // Extents for regions.
1320 //===----------------------------------------------------------------------===//
1321
1322 DefinedOrUnknownSVal
1323 RegionStoreManager::getSizeInElements(ProgramStateRef state,
1324                                       const MemRegion *R,
1325                                       QualType EleTy) {
1326   SVal Size = cast<SubRegion>(R)->getExtent(svalBuilder);
1327   const llvm::APSInt *SizeInt = svalBuilder.getKnownValue(state, Size);
1328   if (!SizeInt)
1329     return UnknownVal();
1330
1331   CharUnits RegionSize = CharUnits::fromQuantity(SizeInt->getSExtValue());
1332
1333   if (Ctx.getAsVariableArrayType(EleTy)) {
1334     // FIXME: We need to track extra state to properly record the size
1335     // of VLAs.  Returning UnknownVal here, however, is a stop-gap so that
1336     // we don't have a divide-by-zero below.
1337     return UnknownVal();
1338   }
1339
1340   CharUnits EleSize = Ctx.getTypeSizeInChars(EleTy);
1341
1342   // If a variable is reinterpreted as a type that doesn't fit into a larger
1343   // type evenly, round it down.
1344   // This is a signed value, since it's used in arithmetic with signed indices.
1345   return svalBuilder.makeIntVal(RegionSize / EleSize, false);
1346 }
1347
1348 //===----------------------------------------------------------------------===//
1349 // Location and region casting.
1350 //===----------------------------------------------------------------------===//
1351
1352 /// ArrayToPointer - Emulates the "decay" of an array to a pointer
1353 ///  type.  'Array' represents the lvalue of the array being decayed
1354 ///  to a pointer, and the returned SVal represents the decayed
1355 ///  version of that lvalue (i.e., a pointer to the first element of
1356 ///  the array).  This is called by ExprEngine when evaluating casts
1357 ///  from arrays to pointers.
1358 SVal RegionStoreManager::ArrayToPointer(Loc Array, QualType T) {
1359   if (Array.getAs<loc::ConcreteInt>())
1360     return Array;
1361
1362   if (!Array.getAs<loc::MemRegionVal>())
1363     return UnknownVal();
1364
1365   const SubRegion *R =
1366       cast<SubRegion>(Array.castAs<loc::MemRegionVal>().getRegion());
1367   NonLoc ZeroIdx = svalBuilder.makeZeroArrayIndex();
1368   return loc::MemRegionVal(MRMgr.getElementRegion(T, ZeroIdx, R, Ctx));
1369 }
1370
1371 //===----------------------------------------------------------------------===//
1372 // Loading values from regions.
1373 //===----------------------------------------------------------------------===//
1374
1375 SVal RegionStoreManager::getBinding(RegionBindingsConstRef B, Loc L, QualType T) {
1376   assert(!L.getAs<UnknownVal>() && "location unknown");
1377   assert(!L.getAs<UndefinedVal>() && "location undefined");
1378
1379   // For access to concrete addresses, return UnknownVal.  Checks
1380   // for null dereferences (and similar errors) are done by checkers, not
1381   // the Store.
1382   // FIXME: We can consider lazily symbolicating such memory, but we really
1383   // should defer this when we can reason easily about symbolicating arrays
1384   // of bytes.
1385   if (L.getAs<loc::ConcreteInt>()) {
1386     return UnknownVal();
1387   }
1388   if (!L.getAs<loc::MemRegionVal>()) {
1389     return UnknownVal();
1390   }
1391
1392   const MemRegion *MR = L.castAs<loc::MemRegionVal>().getRegion();
1393
1394   if (isa<BlockDataRegion>(MR)) {
1395     return UnknownVal();
1396   }
1397
1398   if (!isa<TypedValueRegion>(MR)) {
1399     if (T.isNull()) {
1400       if (const TypedRegion *TR = dyn_cast<TypedRegion>(MR))
1401         T = TR->getLocationType()->getPointeeType();
1402       else if (const SymbolicRegion *SR = dyn_cast<SymbolicRegion>(MR))
1403         T = SR->getSymbol()->getType()->getPointeeType();
1404       else if (isa<AllocaRegion>(MR))
1405         T = Ctx.VoidTy;
1406     }
1407     assert(!T.isNull() && "Unable to auto-detect binding type!");
1408     assert(!T->isVoidType() && "Attempting to dereference a void pointer!");
1409     MR = GetElementZeroRegion(cast<SubRegion>(MR), T);
1410   }
1411
1412   // FIXME: Perhaps this method should just take a 'const MemRegion*' argument
1413   //  instead of 'Loc', and have the other Loc cases handled at a higher level.
1414   const TypedValueRegion *R = cast<TypedValueRegion>(MR);
1415   QualType RTy = R->getValueType();
1416
1417   // FIXME: we do not yet model the parts of a complex type, so treat the
1418   // whole thing as "unknown".
1419   if (RTy->isAnyComplexType())
1420     return UnknownVal();
1421
1422   // FIXME: We should eventually handle funny addressing.  e.g.:
1423   //
1424   //   int x = ...;
1425   //   int *p = &x;
1426   //   char *q = (char*) p;
1427   //   char c = *q;  // returns the first byte of 'x'.
1428   //
1429   // Such funny addressing will occur due to layering of regions.
1430   if (RTy->isStructureOrClassType())
1431     return getBindingForStruct(B, R);
1432
1433   // FIXME: Handle unions.
1434   if (RTy->isUnionType())
1435     return createLazyBinding(B, R);
1436
1437   if (RTy->isArrayType()) {
1438     if (RTy->isConstantArrayType())
1439       return getBindingForArray(B, R);
1440     else
1441       return UnknownVal();
1442   }
1443
1444   // FIXME: handle Vector types.
1445   if (RTy->isVectorType())
1446     return UnknownVal();
1447
1448   if (const FieldRegion* FR = dyn_cast<FieldRegion>(R))
1449     return CastRetrievedVal(getBindingForField(B, FR), FR, T, false);
1450
1451   if (const ElementRegion* ER = dyn_cast<ElementRegion>(R)) {
1452     // FIXME: Here we actually perform an implicit conversion from the loaded
1453     // value to the element type.  Eventually we want to compose these values
1454     // more intelligently.  For example, an 'element' can encompass multiple
1455     // bound regions (e.g., several bound bytes), or could be a subset of
1456     // a larger value.
1457     return CastRetrievedVal(getBindingForElement(B, ER), ER, T, false);
1458   }
1459
1460   if (const ObjCIvarRegion *IVR = dyn_cast<ObjCIvarRegion>(R)) {
1461     // FIXME: Here we actually perform an implicit conversion from the loaded
1462     // value to the ivar type.  What we should model is stores to ivars
1463     // that blow past the extent of the ivar.  If the address of the ivar is
1464     // reinterpretted, it is possible we stored a different value that could
1465     // fit within the ivar.  Either we need to cast these when storing them
1466     // or reinterpret them lazily (as we do here).
1467     return CastRetrievedVal(getBindingForObjCIvar(B, IVR), IVR, T, false);
1468   }
1469
1470   if (const VarRegion *VR = dyn_cast<VarRegion>(R)) {
1471     // FIXME: Here we actually perform an implicit conversion from the loaded
1472     // value to the variable type.  What we should model is stores to variables
1473     // that blow past the extent of the variable.  If the address of the
1474     // variable is reinterpretted, it is possible we stored a different value
1475     // that could fit within the variable.  Either we need to cast these when
1476     // storing them or reinterpret them lazily (as we do here).
1477     return CastRetrievedVal(getBindingForVar(B, VR), VR, T, false);
1478   }
1479
1480   const SVal *V = B.lookup(R, BindingKey::Direct);
1481
1482   // Check if the region has a binding.
1483   if (V)
1484     return *V;
1485
1486   // The location does not have a bound value.  This means that it has
1487   // the value it had upon its creation and/or entry to the analyzed
1488   // function/method.  These are either symbolic values or 'undefined'.
1489   if (R->hasStackNonParametersStorage()) {
1490     // All stack variables are considered to have undefined values
1491     // upon creation.  All heap allocated blocks are considered to
1492     // have undefined values as well unless they are explicitly bound
1493     // to specific values.
1494     return UndefinedVal();
1495   }
1496
1497   // All other values are symbolic.
1498   return svalBuilder.getRegionValueSymbolVal(R);
1499 }
1500
1501 static QualType getUnderlyingType(const SubRegion *R) {
1502   QualType RegionTy;
1503   if (const TypedValueRegion *TVR = dyn_cast<TypedValueRegion>(R))
1504     RegionTy = TVR->getValueType();
1505
1506   if (const SymbolicRegion *SR = dyn_cast<SymbolicRegion>(R))
1507     RegionTy = SR->getSymbol()->getType();
1508
1509   return RegionTy;
1510 }
1511
1512 /// Checks to see if store \p B has a lazy binding for region \p R.
1513 ///
1514 /// If \p AllowSubregionBindings is \c false, a lazy binding will be rejected
1515 /// if there are additional bindings within \p R.
1516 ///
1517 /// Note that unlike RegionStoreManager::findLazyBinding, this will not search
1518 /// for lazy bindings for super-regions of \p R.
1519 static Optional<nonloc::LazyCompoundVal>
1520 getExistingLazyBinding(SValBuilder &SVB, RegionBindingsConstRef B,
1521                        const SubRegion *R, bool AllowSubregionBindings) {
1522   Optional<SVal> V = B.getDefaultBinding(R);
1523   if (!V)
1524     return None;
1525
1526   Optional<nonloc::LazyCompoundVal> LCV = V->getAs<nonloc::LazyCompoundVal>();
1527   if (!LCV)
1528     return None;
1529
1530   // If the LCV is for a subregion, the types might not match, and we shouldn't
1531   // reuse the binding.
1532   QualType RegionTy = getUnderlyingType(R);
1533   if (!RegionTy.isNull() &&
1534       !RegionTy->isVoidPointerType()) {
1535     QualType SourceRegionTy = LCV->getRegion()->getValueType();
1536     if (!SVB.getContext().hasSameUnqualifiedType(RegionTy, SourceRegionTy))
1537       return None;
1538   }
1539
1540   if (!AllowSubregionBindings) {
1541     // If there are any other bindings within this region, we shouldn't reuse
1542     // the top-level binding.
1543     SmallVector<BindingPair, 16> Bindings;
1544     collectSubRegionBindings(Bindings, SVB, *B.lookup(R->getBaseRegion()), R,
1545                              /*IncludeAllDefaultBindings=*/true);
1546     if (Bindings.size() > 1)
1547       return None;
1548   }
1549
1550   return *LCV;
1551 }
1552
1553
1554 std::pair<Store, const SubRegion *>
1555 RegionStoreManager::findLazyBinding(RegionBindingsConstRef B,
1556                                    const SubRegion *R,
1557                                    const SubRegion *originalRegion) {
1558   if (originalRegion != R) {
1559     if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> V =
1560           getExistingLazyBinding(svalBuilder, B, R, true))
1561       return std::make_pair(V->getStore(), V->getRegion());
1562   }
1563
1564   typedef std::pair<Store, const SubRegion *> StoreRegionPair;
1565   StoreRegionPair Result = StoreRegionPair();
1566
1567   if (const ElementRegion *ER = dyn_cast<ElementRegion>(R)) {
1568     Result = findLazyBinding(B, cast<SubRegion>(ER->getSuperRegion()),
1569                              originalRegion);
1570
1571     if (Result.second)
1572       Result.second = MRMgr.getElementRegionWithSuper(ER, Result.second);
1573
1574   } else if (const FieldRegion *FR = dyn_cast<FieldRegion>(R)) {
1575     Result = findLazyBinding(B, cast<SubRegion>(FR->getSuperRegion()),
1576                                        originalRegion);
1577
1578     if (Result.second)
1579       Result.second = MRMgr.getFieldRegionWithSuper(FR, Result.second);
1580
1581   } else if (const CXXBaseObjectRegion *BaseReg =
1582                dyn_cast<CXXBaseObjectRegion>(R)) {
1583     // C++ base object region is another kind of region that we should blast
1584     // through to look for lazy compound value. It is like a field region.
1585     Result = findLazyBinding(B, cast<SubRegion>(BaseReg->getSuperRegion()),
1586                              originalRegion);
1587
1588     if (Result.second)
1589       Result.second = MRMgr.getCXXBaseObjectRegionWithSuper(BaseReg,
1590                                                             Result.second);
1591   }
1592
1593   return Result;
1594 }
1595
1596 SVal RegionStoreManager::getBindingForElement(RegionBindingsConstRef B,
1597                                               const ElementRegion* R) {
1598   // We do not currently model bindings of the CompoundLiteralregion.
1599   if (isa<CompoundLiteralRegion>(R->getBaseRegion()))
1600     return UnknownVal();
1601
1602   // Check if the region has a binding.
1603   if (const Optional<SVal> &V = B.getDirectBinding(R))
1604     return *V;
1605
1606   const MemRegion* superR = R->getSuperRegion();
1607
1608   // Check if the region is an element region of a string literal.
1609   if (const StringRegion *StrR=dyn_cast<StringRegion>(superR)) {
1610     // FIXME: Handle loads from strings where the literal is treated as
1611     // an integer, e.g., *((unsigned int*)"hello")
1612     QualType T = Ctx.getAsArrayType(StrR->getValueType())->getElementType();
1613     if (!Ctx.hasSameUnqualifiedType(T, R->getElementType()))
1614       return UnknownVal();
1615
1616     const StringLiteral *Str = StrR->getStringLiteral();
1617     SVal Idx = R->getIndex();
1618     if (Optional<nonloc::ConcreteInt> CI = Idx.getAs<nonloc::ConcreteInt>()) {
1619       int64_t i = CI->getValue().getSExtValue();
1620       // Abort on string underrun.  This can be possible by arbitrary
1621       // clients of getBindingForElement().
1622       if (i < 0)
1623         return UndefinedVal();
1624       int64_t length = Str->getLength();
1625       // Technically, only i == length is guaranteed to be null.
1626       // However, such overflows should be caught before reaching this point;
1627       // the only time such an access would be made is if a string literal was
1628       // used to initialize a larger array.
1629       char c = (i >= length) ? '\0' : Str->getCodeUnit(i);
1630       return svalBuilder.makeIntVal(c, T);
1631     }
1632   }
1633
1634   // Check for loads from a code text region.  For such loads, just give up.
1635   if (isa<CodeTextRegion>(superR))
1636     return UnknownVal();
1637
1638   // Handle the case where we are indexing into a larger scalar object.
1639   // For example, this handles:
1640   //   int x = ...
1641   //   char *y = &x;
1642   //   return *y;
1643   // FIXME: This is a hack, and doesn't do anything really intelligent yet.
1644   const RegionRawOffset &O = R->getAsArrayOffset();
1645
1646   // If we cannot reason about the offset, return an unknown value.
1647   if (!O.getRegion())
1648     return UnknownVal();
1649
1650   if (const TypedValueRegion *baseR =
1651         dyn_cast_or_null<TypedValueRegion>(O.getRegion())) {
1652     QualType baseT = baseR->getValueType();
1653     if (baseT->isScalarType()) {
1654       QualType elemT = R->getElementType();
1655       if (elemT->isScalarType()) {
1656         if (Ctx.getTypeSizeInChars(baseT) >= Ctx.getTypeSizeInChars(elemT)) {
1657           if (const Optional<SVal> &V = B.getDirectBinding(superR)) {
1658             if (SymbolRef parentSym = V->getAsSymbol())
1659               return svalBuilder.getDerivedRegionValueSymbolVal(parentSym, R);
1660
1661             if (V->isUnknownOrUndef())
1662               return *V;
1663             // Other cases: give up.  We are indexing into a larger object
1664             // that has some value, but we don't know how to handle that yet.
1665             return UnknownVal();
1666           }
1667         }
1668       }
1669     }
1670   }
1671   return getBindingForFieldOrElementCommon(B, R, R->getElementType());
1672 }
1673
1674 SVal RegionStoreManager::getBindingForField(RegionBindingsConstRef B,
1675                                             const FieldRegion* R) {
1676
1677   // Check if the region has a binding.
1678   if (const Optional<SVal> &V = B.getDirectBinding(R))
1679     return *V;
1680
1681   QualType Ty = R->getValueType();
1682   return getBindingForFieldOrElementCommon(B, R, Ty);
1683 }
1684
1685 Optional<SVal>
1686 RegionStoreManager::getBindingForDerivedDefaultValue(RegionBindingsConstRef B,
1687                                                      const MemRegion *superR,
1688                                                      const TypedValueRegion *R,
1689                                                      QualType Ty) {
1690
1691   if (const Optional<SVal> &D = B.getDefaultBinding(superR)) {
1692     const SVal &val = D.getValue();
1693     if (SymbolRef parentSym = val.getAsSymbol())
1694       return svalBuilder.getDerivedRegionValueSymbolVal(parentSym, R);
1695
1696     if (val.isZeroConstant())
1697       return svalBuilder.makeZeroVal(Ty);
1698
1699     if (val.isUnknownOrUndef())
1700       return val;
1701
1702     // Lazy bindings are usually handled through getExistingLazyBinding().
1703     // We should unify these two code paths at some point.
1704     if (val.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>() ||
1705         val.getAs<nonloc::CompoundVal>())
1706       return val;
1707
1708     llvm_unreachable("Unknown default value");
1709   }
1710
1711   return None;
1712 }
1713
1714 SVal RegionStoreManager::getLazyBinding(const SubRegion *LazyBindingRegion,
1715                                         RegionBindingsRef LazyBinding) {
1716   SVal Result;
1717   if (const ElementRegion *ER = dyn_cast<ElementRegion>(LazyBindingRegion))
1718     Result = getBindingForElement(LazyBinding, ER);
1719   else
1720     Result = getBindingForField(LazyBinding,
1721                                 cast<FieldRegion>(LazyBindingRegion));
1722
1723   // FIXME: This is a hack to deal with RegionStore's inability to distinguish a
1724   // default value for /part/ of an aggregate from a default value for the
1725   // /entire/ aggregate. The most common case of this is when struct Outer
1726   // has as its first member a struct Inner, which is copied in from a stack
1727   // variable. In this case, even if the Outer's default value is symbolic, 0,
1728   // or unknown, it gets overridden by the Inner's default value of undefined.
1729   //
1730   // This is a general problem -- if the Inner is zero-initialized, the Outer
1731   // will now look zero-initialized. The proper way to solve this is with a
1732   // new version of RegionStore that tracks the extent of a binding as well
1733   // as the offset.
1734   //
1735   // This hack only takes care of the undefined case because that can very
1736   // quickly result in a warning.
1737   if (Result.isUndef())
1738     Result = UnknownVal();
1739
1740   return Result;
1741 }
1742
1743 SVal
1744 RegionStoreManager::getBindingForFieldOrElementCommon(RegionBindingsConstRef B,
1745                                                       const TypedValueRegion *R,
1746                                                       QualType Ty) {
1747
1748   // At this point we have already checked in either getBindingForElement or
1749   // getBindingForField if 'R' has a direct binding.
1750
1751   // Lazy binding?
1752   Store lazyBindingStore = nullptr;
1753   const SubRegion *lazyBindingRegion = nullptr;
1754   std::tie(lazyBindingStore, lazyBindingRegion) = findLazyBinding(B, R, R);
1755   if (lazyBindingRegion)
1756     return getLazyBinding(lazyBindingRegion,
1757                           getRegionBindings(lazyBindingStore));
1758
1759   // Record whether or not we see a symbolic index.  That can completely
1760   // be out of scope of our lookup.
1761   bool hasSymbolicIndex = false;
1762
1763   // FIXME: This is a hack to deal with RegionStore's inability to distinguish a
1764   // default value for /part/ of an aggregate from a default value for the
1765   // /entire/ aggregate. The most common case of this is when struct Outer
1766   // has as its first member a struct Inner, which is copied in from a stack
1767   // variable. In this case, even if the Outer's default value is symbolic, 0,
1768   // or unknown, it gets overridden by the Inner's default value of undefined.
1769   //
1770   // This is a general problem -- if the Inner is zero-initialized, the Outer
1771   // will now look zero-initialized. The proper way to solve this is with a
1772   // new version of RegionStore that tracks the extent of a binding as well
1773   // as the offset.
1774   //
1775   // This hack only takes care of the undefined case because that can very
1776   // quickly result in a warning.
1777   bool hasPartialLazyBinding = false;
1778
1779   const SubRegion *SR = dyn_cast<SubRegion>(R);
1780   while (SR) {
1781     const MemRegion *Base = SR->getSuperRegion();
1782     if (Optional<SVal> D = getBindingForDerivedDefaultValue(B, Base, R, Ty)) {
1783       if (D->getAs<nonloc::LazyCompoundVal>()) {
1784         hasPartialLazyBinding = true;
1785         break;
1786       }
1787
1788       return *D;
1789     }
1790
1791     if (const ElementRegion *ER = dyn_cast<ElementRegion>(Base)) {
1792       NonLoc index = ER->getIndex();
1793       if (!index.isConstant())
1794         hasSymbolicIndex = true;
1795     }
1796
1797     // If our super region is a field or element itself, walk up the region
1798     // hierarchy to see if there is a default value installed in an ancestor.
1799     SR = dyn_cast<SubRegion>(Base);
1800   }
1801
1802   if (R->hasStackNonParametersStorage()) {
1803     if (isa<ElementRegion>(R)) {
1804       // Currently we don't reason specially about Clang-style vectors.  Check
1805       // if superR is a vector and if so return Unknown.
1806       if (const TypedValueRegion *typedSuperR =
1807             dyn_cast<TypedValueRegion>(R->getSuperRegion())) {
1808         if (typedSuperR->getValueType()->isVectorType())
1809           return UnknownVal();
1810       }
1811     }
1812
1813     // FIXME: We also need to take ElementRegions with symbolic indexes into
1814     // account.  This case handles both directly accessing an ElementRegion
1815     // with a symbolic offset, but also fields within an element with
1816     // a symbolic offset.
1817     if (hasSymbolicIndex)
1818       return UnknownVal();
1819
1820     if (!hasPartialLazyBinding)
1821       return UndefinedVal();
1822   }
1823
1824   // All other values are symbolic.
1825   return svalBuilder.getRegionValueSymbolVal(R);
1826 }
1827
1828 SVal RegionStoreManager::getBindingForObjCIvar(RegionBindingsConstRef B,
1829                                                const ObjCIvarRegion* R) {
1830   // Check if the region has a binding.
1831   if (const Optional<SVal> &V = B.getDirectBinding(R))
1832     return *V;
1833
1834   const MemRegion *superR = R->getSuperRegion();
1835
1836   // Check if the super region has a default binding.
1837   if (const Optional<SVal> &V = B.getDefaultBinding(superR)) {
1838     if (SymbolRef parentSym = V->getAsSymbol())
1839       return svalBuilder.getDerivedRegionValueSymbolVal(parentSym, R);
1840
1841     // Other cases: give up.
1842     return UnknownVal();
1843   }
1844
1845   return getBindingForLazySymbol(R);
1846 }
1847
1848 SVal RegionStoreManager::getBindingForVar(RegionBindingsConstRef B,
1849                                           const VarRegion *R) {
1850
1851   // Check if the region has a binding.
1852   if (const Optional<SVal> &V = B.getDirectBinding(R))
1853     return *V;
1854
1855   // Lazily derive a value for the VarRegion.
1856   const VarDecl *VD = R->getDecl();
1857   const MemSpaceRegion *MS = R->getMemorySpace();
1858
1859   // Arguments are always symbolic.
1860   if (isa<StackArgumentsSpaceRegion>(MS))
1861     return svalBuilder.getRegionValueSymbolVal(R);
1862
1863   // Is 'VD' declared constant?  If so, retrieve the constant value.
1864   if (VD->getType().isConstQualified()) {
1865     if (const Expr *Init = VD->getInit()) {
1866       if (Optional<SVal> V = svalBuilder.getConstantVal(Init))
1867         return *V;
1868
1869       // If the variable is const qualified and has an initializer but
1870       // we couldn't evaluate initializer to a value, treat the value as
1871       // unknown.
1872       return UnknownVal();
1873     }
1874   }
1875
1876   // This must come after the check for constants because closure-captured
1877   // constant variables may appear in UnknownSpaceRegion.
1878   if (isa<UnknownSpaceRegion>(MS))
1879     return svalBuilder.getRegionValueSymbolVal(R);
1880
1881   if (isa<GlobalsSpaceRegion>(MS)) {
1882     QualType T = VD->getType();
1883
1884     // Function-scoped static variables are default-initialized to 0; if they
1885     // have an initializer, it would have been processed by now.
1886     // FIXME: This is only true when we're starting analysis from main().
1887     // We're losing a lot of coverage here.
1888     if (isa<StaticGlobalSpaceRegion>(MS))
1889       return svalBuilder.makeZeroVal(T);
1890
1891     if (Optional<SVal> V = getBindingForDerivedDefaultValue(B, MS, R, T)) {
1892       assert(!V->getAs<nonloc::LazyCompoundVal>());
1893       return V.getValue();
1894     }
1895
1896     return svalBuilder.getRegionValueSymbolVal(R);
1897   }
1898
1899   return UndefinedVal();
1900 }
1901
1902 SVal RegionStoreManager::getBindingForLazySymbol(const TypedValueRegion *R) {
1903   // All other values are symbolic.
1904   return svalBuilder.getRegionValueSymbolVal(R);
1905 }
1906
1907 const RegionStoreManager::SValListTy &
1908 RegionStoreManager::getInterestingValues(nonloc::LazyCompoundVal LCV) {
1909   // First, check the cache.
1910   LazyBindingsMapTy::iterator I = LazyBindingsMap.find(LCV.getCVData());
1911   if (I != LazyBindingsMap.end())
1912     return I->second;
1913
1914   // If we don't have a list of values cached, start constructing it.
1915   SValListTy List;
1916
1917   const SubRegion *LazyR = LCV.getRegion();
1918   RegionBindingsRef B = getRegionBindings(LCV.getStore());
1919
1920   // If this region had /no/ bindings at the time, there are no interesting
1921   // values to return.
1922   const ClusterBindings *Cluster = B.lookup(LazyR->getBaseRegion());
1923   if (!Cluster)
1924     return (LazyBindingsMap[LCV.getCVData()] = std::move(List));
1925
1926   SmallVector<BindingPair, 32> Bindings;
1927   collectSubRegionBindings(Bindings, svalBuilder, *Cluster, LazyR,
1928                            /*IncludeAllDefaultBindings=*/true);
1929   for (SmallVectorImpl<BindingPair>::const_iterator I = Bindings.begin(),
1930                                                     E = Bindings.end();
1931        I != E; ++I) {
1932     SVal V = I->second;
1933     if (V.isUnknownOrUndef() || V.isConstant())
1934       continue;
1935
1936     if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> InnerLCV =
1937             V.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>()) {
1938       const SValListTy &InnerList = getInterestingValues(*InnerLCV);
1939       List.insert(List.end(), InnerList.begin(), InnerList.end());
1940       continue;
1941     }
1942
1943     List.push_back(V);
1944   }
1945
1946   return (LazyBindingsMap[LCV.getCVData()] = std::move(List));
1947 }
1948
1949 NonLoc RegionStoreManager::createLazyBinding(RegionBindingsConstRef B,
1950                                              const TypedValueRegion *R) {
1951   if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> V =
1952         getExistingLazyBinding(svalBuilder, B, R, false))
1953     return *V;
1954
1955   return svalBuilder.makeLazyCompoundVal(StoreRef(B.asStore(), *this), R);
1956 }
1957
1958 static bool isRecordEmpty(const RecordDecl *RD) {
1959   if (!RD->field_empty())
1960     return false;
1961   if (const CXXRecordDecl *CRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD))
1962     return CRD->getNumBases() == 0;
1963   return true;
1964 }
1965
1966 SVal RegionStoreManager::getBindingForStruct(RegionBindingsConstRef B,
1967                                              const TypedValueRegion *R) {
1968   const RecordDecl *RD = R->getValueType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
1969   if (!RD->getDefinition() || isRecordEmpty(RD))
1970     return UnknownVal();
1971
1972   return createLazyBinding(B, R);
1973 }
1974
1975 SVal RegionStoreManager::getBindingForArray(RegionBindingsConstRef B,
1976                                             const TypedValueRegion *R) {
1977   assert(Ctx.getAsConstantArrayType(R->getValueType()) &&
1978          "Only constant array types can have compound bindings.");
1979
1980   return createLazyBinding(B, R);
1981 }
1982
1983 bool RegionStoreManager::includedInBindings(Store store,
1984                                             const MemRegion *region) const {
1985   RegionBindingsRef B = getRegionBindings(store);
1986   region = region->getBaseRegion();
1987
1988   // Quick path: if the base is the head of a cluster, the region is live.
1989   if (B.lookup(region))
1990     return true;
1991
1992   // Slow path: if the region is the VALUE of any binding, it is live.
1993   for (RegionBindingsRef::iterator RI = B.begin(), RE = B.end(); RI != RE; ++RI) {
1994     const ClusterBindings &Cluster = RI.getData();
1995     for (ClusterBindings::iterator CI = Cluster.begin(), CE = Cluster.end();
1996          CI != CE; ++CI) {
1997       const SVal &D = CI.getData();
1998       if (const MemRegion *R = D.getAsRegion())
1999         if (R->getBaseRegion() == region)
2000           return true;
2001     }
2002   }
2003
2004   return false;
2005 }
2006
2007 //===----------------------------------------------------------------------===//
2008 // Binding values to regions.
2009 //===----------------------------------------------------------------------===//
2010
2011 StoreRef RegionStoreManager::killBinding(Store ST, Loc L) {
2012   if (Optional<loc::MemRegionVal> LV = L.getAs<loc::MemRegionVal>())
2013     if (const MemRegion* R = LV->getRegion())
2014       return StoreRef(getRegionBindings(ST).removeBinding(R)
2015                                            .asImmutableMap()
2016                                            .getRootWithoutRetain(),
2017                       *this);
2018
2019   return StoreRef(ST, *this);
2020 }
2021
2022 RegionBindingsRef
2023 RegionStoreManager::bind(RegionBindingsConstRef B, Loc L, SVal V) {
2024   if (L.getAs<loc::ConcreteInt>())
2025     return B;
2026
2027   // If we get here, the location should be a region.
2028   const MemRegion *R = L.castAs<loc::MemRegionVal>().getRegion();
2029
2030   // Check if the region is a struct region.
2031   if (const TypedValueRegion* TR = dyn_cast<TypedValueRegion>(R)) {
2032     QualType Ty = TR->getValueType();
2033     if (Ty->isArrayType())
2034       return bindArray(B, TR, V);
2035     if (Ty->isStructureOrClassType())
2036       return bindStruct(B, TR, V);
2037     if (Ty->isVectorType())
2038       return bindVector(B, TR, V);
2039     if (Ty->isUnionType())
2040       return bindAggregate(B, TR, V);
2041   }
2042
2043   if (const SymbolicRegion *SR = dyn_cast<SymbolicRegion>(R)) {
2044     // Binding directly to a symbolic region should be treated as binding
2045     // to element 0.
2046     QualType T = SR->getSymbol()->getType();
2047     if (T->isAnyPointerType() || T->isReferenceType())
2048       T = T->getPointeeType();
2049
2050     R = GetElementZeroRegion(SR, T);
2051   }
2052
2053   // Clear out bindings that may overlap with this binding.
2054   RegionBindingsRef NewB = removeSubRegionBindings(B, cast<SubRegion>(R));
2055   return NewB.addBinding(BindingKey::Make(R, BindingKey::Direct), V);
2056 }
2057
2058 RegionBindingsRef
2059 RegionStoreManager::setImplicitDefaultValue(RegionBindingsConstRef B,
2060                                             const MemRegion *R,
2061                                             QualType T) {
2062   SVal V;
2063
2064   if (Loc::isLocType(T))
2065     V = svalBuilder.makeNull();
2066   else if (T->isIntegralOrEnumerationType())
2067     V = svalBuilder.makeZeroVal(T);
2068   else if (T->isStructureOrClassType() || T->isArrayType()) {
2069     // Set the default value to a zero constant when it is a structure
2070     // or array.  The type doesn't really matter.
2071     V = svalBuilder.makeZeroVal(Ctx.IntTy);
2072   }
2073   else {
2074     // We can't represent values of this type, but we still need to set a value
2075     // to record that the region has been initialized.
2076     // If this assertion ever fires, a new case should be added above -- we
2077     // should know how to default-initialize any value we can symbolicate.
2078     assert(!SymbolManager::canSymbolicate(T) && "This type is representable");
2079     V = UnknownVal();
2080   }
2081
2082   return B.addBinding(R, BindingKey::Default, V);
2083 }
2084
2085 RegionBindingsRef
2086 RegionStoreManager::bindArray(RegionBindingsConstRef B,
2087                               const TypedValueRegion* R,
2088                               SVal Init) {
2089
2090   const ArrayType *AT =cast<ArrayType>(Ctx.getCanonicalType(R->getValueType()));
2091   QualType ElementTy = AT->getElementType();
2092   Optional<uint64_t> Size;
2093
2094   if (const ConstantArrayType* CAT = dyn_cast<ConstantArrayType>(AT))
2095     Size = CAT->getSize().getZExtValue();
2096
2097   // Check if the init expr is a literal. If so, bind the rvalue instead.
2098   // FIXME: It's not responsibility of the Store to transform this lvalue
2099   // to rvalue. ExprEngine or maybe even CFG should do this before binding.
2100   if (Optional<loc::MemRegionVal> MRV = Init.getAs<loc::MemRegionVal>()) {
2101     SVal V = getBinding(B.asStore(), *MRV, R->getValueType());
2102     return bindAggregate(B, R, V);
2103   }
2104
2105   // Handle lazy compound values.
2106   if (Init.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>())
2107     return bindAggregate(B, R, Init);
2108
2109   if (Init.isUnknown())
2110     return bindAggregate(B, R, UnknownVal());
2111
2112   // Remaining case: explicit compound values.
2113   const nonloc::CompoundVal& CV = Init.castAs<nonloc::CompoundVal>();
2114   nonloc::CompoundVal::iterator VI = CV.begin(), VE = CV.end();
2115   uint64_t i = 0;
2116
2117   RegionBindingsRef NewB(B);
2118
2119   for (; Size.hasValue() ? i < Size.getValue() : true ; ++i, ++VI) {
2120     // The init list might be shorter than the array length.
2121     if (VI == VE)
2122       break;
2123
2124     const NonLoc &Idx = svalBuilder.makeArrayIndex(i);
2125     const ElementRegion *ER = MRMgr.getElementRegion(ElementTy, Idx, R, Ctx);
2126
2127     if (ElementTy->isStructureOrClassType())
2128       NewB = bindStruct(NewB, ER, *VI);
2129     else if (ElementTy->isArrayType())
2130       NewB = bindArray(NewB, ER, *VI);
2131     else
2132       NewB = bind(NewB, loc::MemRegionVal(ER), *VI);
2133   }
2134
2135   // If the init list is shorter than the array length (or the array has
2136   // variable length), set the array default value. Values that are already set
2137   // are not overwritten.
2138   if (!Size.hasValue() || i < Size.getValue())
2139     NewB = setImplicitDefaultValue(NewB, R, ElementTy);
2140
2141   return NewB;
2142 }
2143
2144 RegionBindingsRef RegionStoreManager::bindVector(RegionBindingsConstRef B,
2145                                                  const TypedValueRegion* R,
2146                                                  SVal V) {
2147   QualType T = R->getValueType();
2148   assert(T->isVectorType());
2149   const VectorType *VT = T->getAs<VectorType>(); // Use getAs for typedefs.
2150
2151   // Handle lazy compound values and symbolic values.
2152   if (V.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>() || V.getAs<nonloc::SymbolVal>())
2153     return bindAggregate(B, R, V);
2154
2155   // We may get non-CompoundVal accidentally due to imprecise cast logic or
2156   // that we are binding symbolic struct value. Kill the field values, and if
2157   // the value is symbolic go and bind it as a "default" binding.
2158   if (!V.getAs<nonloc::CompoundVal>()) {
2159     return bindAggregate(B, R, UnknownVal());
2160   }
2161
2162   QualType ElemType = VT->getElementType();
2163   nonloc::CompoundVal CV = V.castAs<nonloc::CompoundVal>();
2164   nonloc::CompoundVal::iterator VI = CV.begin(), VE = CV.end();
2165   unsigned index = 0, numElements = VT->getNumElements();
2166   RegionBindingsRef NewB(B);
2167
2168   for ( ; index != numElements ; ++index) {
2169     if (VI == VE)
2170       break;
2171
2172     NonLoc Idx = svalBuilder.makeArrayIndex(index);
2173     const ElementRegion *ER = MRMgr.getElementRegion(ElemType, Idx, R, Ctx);
2174
2175     if (ElemType->isArrayType())
2176       NewB = bindArray(NewB, ER, *VI);
2177     else if (ElemType->isStructureOrClassType())
2178       NewB = bindStruct(NewB, ER, *VI);
2179     else
2180       NewB = bind(NewB, loc::MemRegionVal(ER), *VI);
2181   }
2182   return NewB;
2183 }
2184
2185 Optional<RegionBindingsRef>
2186 RegionStoreManager::tryBindSmallStruct(RegionBindingsConstRef B,
2187                                        const TypedValueRegion *R,
2188                                        const RecordDecl *RD,
2189                                        nonloc::LazyCompoundVal LCV) {
2190   FieldVector Fields;
2191
2192   if (const CXXRecordDecl *Class = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD))
2193     if (Class->getNumBases() != 0 || Class->getNumVBases() != 0)
2194       return None;
2195
2196   for (const auto *FD : RD->fields()) {
2197     if (FD->isUnnamedBitfield())
2198       continue;
2199
2200     // If there are too many fields, or if any of the fields are aggregates,
2201     // just use the LCV as a default binding.
2202     if (Fields.size() == SmallStructLimit)
2203       return None;
2204
2205     QualType Ty = FD->getType();
2206     if (!(Ty->isScalarType() || Ty->isReferenceType()))
2207       return None;
2208
2209     Fields.push_back(FD);
2210   }
2211
2212   RegionBindingsRef NewB = B;
2213
2214   for (FieldVector::iterator I = Fields.begin(), E = Fields.end(); I != E; ++I){
2215     const FieldRegion *SourceFR = MRMgr.getFieldRegion(*I, LCV.getRegion());
2216     SVal V = getBindingForField(getRegionBindings(LCV.getStore()), SourceFR);
2217
2218     const FieldRegion *DestFR = MRMgr.getFieldRegion(*I, R);
2219     NewB = bind(NewB, loc::MemRegionVal(DestFR), V);
2220   }
2221
2222   return NewB;
2223 }
2224
2225 RegionBindingsRef RegionStoreManager::bindStruct(RegionBindingsConstRef B,
2226                                                  const TypedValueRegion* R,
2227                                                  SVal V) {
2228   if (!Features.supportsFields())
2229     return B;
2230
2231   QualType T = R->getValueType();
2232   assert(T->isStructureOrClassType());
2233
2234   const RecordType* RT = T->getAs<RecordType>();
2235   const RecordDecl *RD = RT->getDecl();
2236
2237   if (!RD->isCompleteDefinition())
2238     return B;
2239
2240   // Handle lazy compound values and symbolic values.
2241   if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> LCV =
2242         V.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>()) {
2243     if (Optional<RegionBindingsRef> NewB = tryBindSmallStruct(B, R, RD, *LCV))
2244       return *NewB;
2245     return bindAggregate(B, R, V);
2246   }
2247   if (V.getAs<nonloc::SymbolVal>())
2248     return bindAggregate(B, R, V);
2249
2250   // We may get non-CompoundVal accidentally due to imprecise cast logic or
2251   // that we are binding symbolic struct value. Kill the field values, and if
2252   // the value is symbolic go and bind it as a "default" binding.
2253   if (V.isUnknown() || !V.getAs<nonloc::CompoundVal>())
2254     return bindAggregate(B, R, UnknownVal());
2255
2256   const nonloc::CompoundVal& CV = V.castAs<nonloc::CompoundVal>();
2257   nonloc::CompoundVal::iterator VI = CV.begin(), VE = CV.end();
2258
2259   RecordDecl::field_iterator FI, FE;
2260   RegionBindingsRef NewB(B);
2261
2262   for (FI = RD->field_begin(), FE = RD->field_end(); FI != FE; ++FI) {
2263
2264     if (VI == VE)
2265       break;
2266
2267     // Skip any unnamed bitfields to stay in sync with the initializers.
2268     if (FI->isUnnamedBitfield())
2269       continue;
2270
2271     QualType FTy = FI->getType();
2272     const FieldRegion* FR = MRMgr.getFieldRegion(*FI, R);
2273
2274     if (FTy->isArrayType())
2275       NewB = bindArray(NewB, FR, *VI);
2276     else if (FTy->isStructureOrClassType())
2277       NewB = bindStruct(NewB, FR, *VI);
2278     else
2279       NewB = bind(NewB, loc::MemRegionVal(FR), *VI);
2280     ++VI;
2281   }
2282
2283   // There may be fewer values in the initialize list than the fields of struct.
2284   if (FI != FE) {
2285     NewB = NewB.addBinding(R, BindingKey::Default,
2286                            svalBuilder.makeIntVal(0, false));
2287   }
2288
2289   return NewB;
2290 }
2291
2292 RegionBindingsRef
2293 RegionStoreManager::bindAggregate(RegionBindingsConstRef B,
2294                                   const TypedRegion *R,
2295                                   SVal Val) {
2296   // Remove the old bindings, using 'R' as the root of all regions
2297   // we will invalidate. Then add the new binding.
2298   return removeSubRegionBindings(B, R).addBinding(R, BindingKey::Default, Val);
2299 }
2300
2301 //===----------------------------------------------------------------------===//
2302 // State pruning.
2303 //===----------------------------------------------------------------------===//
2304
2305 namespace {
2306 class removeDeadBindingsWorker :
2307   public ClusterAnalysis<removeDeadBindingsWorker> {
2308   SmallVector<const SymbolicRegion*, 12> Postponed;
2309   SymbolReaper &SymReaper;
2310   const StackFrameContext *CurrentLCtx;
2311
2312 public:
2313   removeDeadBindingsWorker(RegionStoreManager &rm,
2314                            ProgramStateManager &stateMgr,
2315                            RegionBindingsRef b, SymbolReaper &symReaper,
2316                            const StackFrameContext *LCtx)
2317     : ClusterAnalysis<removeDeadBindingsWorker>(rm, stateMgr, b),
2318       SymReaper(symReaper), CurrentLCtx(LCtx) {}
2319
2320   // Called by ClusterAnalysis.
2321   void VisitAddedToCluster(const MemRegion *baseR, const ClusterBindings &C);
2322   void VisitCluster(const MemRegion *baseR, const ClusterBindings *C);
2323   using ClusterAnalysis<removeDeadBindingsWorker>::VisitCluster;
2324
2325   using ClusterAnalysis::AddToWorkList;
2326
2327   bool AddToWorkList(const MemRegion *R);
2328
2329   bool UpdatePostponed();
2330   void VisitBinding(SVal V);
2331 };
2332 }
2333
2334 bool removeDeadBindingsWorker::AddToWorkList(const MemRegion *R) {
2335   const MemRegion *BaseR = R->getBaseRegion();
2336   return AddToWorkList(WorkListElement(BaseR), getCluster(BaseR));
2337 }
2338
2339 void removeDeadBindingsWorker::VisitAddedToCluster(const MemRegion *baseR,
2340                                                    const ClusterBindings &C) {
2341
2342   if (const VarRegion *VR = dyn_cast<VarRegion>(baseR)) {
2343     if (SymReaper.isLive(VR))
2344       AddToWorkList(baseR, &C);
2345
2346     return;
2347   }
2348
2349   if (const SymbolicRegion *SR = dyn_cast<SymbolicRegion>(baseR)) {
2350     if (SymReaper.isLive(SR->getSymbol()))
2351       AddToWorkList(SR, &C);
2352     else
2353       Postponed.push_back(SR);
2354
2355     return;
2356   }
2357
2358   if (isa<NonStaticGlobalSpaceRegion>(baseR)) {
2359     AddToWorkList(baseR, &C);
2360     return;
2361   }
2362
2363   // CXXThisRegion in the current or parent location context is live.
2364   if (const CXXThisRegion *TR = dyn_cast<CXXThisRegion>(baseR)) {
2365     const StackArgumentsSpaceRegion *StackReg =
2366       cast<StackArgumentsSpaceRegion>(TR->getSuperRegion());
2367     const StackFrameContext *RegCtx = StackReg->getStackFrame();
2368     if (CurrentLCtx &&
2369         (RegCtx == CurrentLCtx || RegCtx->isParentOf(CurrentLCtx)))
2370       AddToWorkList(TR, &C);
2371   }
2372 }
2373
2374 void removeDeadBindingsWorker::VisitCluster(const MemRegion *baseR,
2375                                             const ClusterBindings *C) {
2376   if (!C)
2377     return;
2378
2379   // Mark the symbol for any SymbolicRegion with live bindings as live itself.
2380   // This means we should continue to track that symbol.
2381   if (const SymbolicRegion *SymR = dyn_cast<SymbolicRegion>(baseR))
2382     SymReaper.markLive(SymR->getSymbol());
2383
2384   for (ClusterBindings::iterator I = C->begin(), E = C->end(); I != E; ++I) {
2385     // Element index of a binding key is live.
2386     SymReaper.markElementIndicesLive(I.getKey().getRegion());
2387
2388     VisitBinding(I.getData());
2389   }
2390 }
2391
2392 void removeDeadBindingsWorker::VisitBinding(SVal V) {
2393   // Is it a LazyCompoundVal?  All referenced regions are live as well.
2394   if (Optional<nonloc::LazyCompoundVal> LCS =
2395           V.getAs<nonloc::LazyCompoundVal>()) {
2396
2397     const RegionStoreManager::SValListTy &Vals = RM.getInterestingValues(*LCS);
2398
2399     for (RegionStoreManager::SValListTy::const_iterator I = Vals.begin(),
2400                                                         E = Vals.end();
2401          I != E; ++I)
2402       VisitBinding(*I);
2403
2404     return;
2405   }
2406
2407   // If V is a region, then add it to the worklist.
2408   if (const MemRegion *R = V.getAsRegion()) {
2409     AddToWorkList(R);
2410     SymReaper.markLive(R);
2411
2412     // All regions captured by a block are also live.
2413     if (const BlockDataRegion *BR = dyn_cast<BlockDataRegion>(R)) {
2414       BlockDataRegion::referenced_vars_iterator I = BR->referenced_vars_begin(),
2415                                                 E = BR->referenced_vars_end();
2416       for ( ; I != E; ++I)
2417         AddToWorkList(I.getCapturedRegion());
2418     }
2419   }
2420
2421
2422   // Update the set of live symbols.
2423   for (SymExpr::symbol_iterator SI = V.symbol_begin(), SE = V.symbol_end();
2424        SI!=SE; ++SI)
2425     SymReaper.markLive(*SI);
2426 }
2427
2428 bool removeDeadBindingsWorker::UpdatePostponed() {
2429   // See if any postponed SymbolicRegions are actually live now, after
2430   // having done a scan.
2431   bool changed = false;
2432
2433   for (SmallVectorImpl<const SymbolicRegion*>::iterator
2434         I = Postponed.begin(), E = Postponed.end() ; I != E ; ++I) {
2435     if (const SymbolicRegion *SR = *I) {
2436       if (SymReaper.isLive(SR->getSymbol())) {
2437         changed |= AddToWorkList(SR);
2438         *I = nullptr;
2439       }
2440     }
2441   }
2442
2443   return changed;
2444 }
2445
2446 StoreRef RegionStoreManager::removeDeadBindings(Store store,
2447                                                 const StackFrameContext *LCtx,
2448                                                 SymbolReaper& SymReaper) {
2449   RegionBindingsRef B = getRegionBindings(store);
2450   removeDeadBindingsWorker W(*this, StateMgr, B, SymReaper, LCtx);
2451   W.GenerateClusters();
2452
2453   // Enqueue the region roots onto the worklist.
2454   for (SymbolReaper::region_iterator I = SymReaper.region_begin(),
2455        E = SymReaper.region_end(); I != E; ++I) {
2456     W.AddToWorkList(*I);
2457   }
2458
2459   do W.RunWorkList(); while (W.UpdatePostponed());
2460
2461   // We have now scanned the store, marking reachable regions and symbols
2462   // as live.  We now remove all the regions that are dead from the store
2463   // as well as update DSymbols with the set symbols that are now dead.
2464   for (RegionBindingsRef::iterator I = B.begin(), E = B.end(); I != E; ++I) {
2465     const MemRegion *Base = I.getKey();
2466
2467     // If the cluster has been visited, we know the region has been marked.
2468     if (W.isVisited(Base))
2469       continue;
2470
2471     // Remove the dead entry.
2472     B = B.remove(Base);
2473
2474     if (const SymbolicRegion *SymR = dyn_cast<SymbolicRegion>(Base))
2475       SymReaper.maybeDead(SymR->getSymbol());
2476
2477     // Mark all non-live symbols that this binding references as dead.
2478     const ClusterBindings &Cluster = I.getData();
2479     for (ClusterBindings::iterator CI = Cluster.begin(), CE = Cluster.end();
2480          CI != CE; ++CI) {
2481       SVal X = CI.getData();
2482       SymExpr::symbol_iterator SI = X.symbol_begin(), SE = X.symbol_end();
2483       for (; SI != SE; ++SI)
2484         SymReaper.maybeDead(*SI);
2485     }
2486   }
2487
2488   return StoreRef(B.asStore(), *this);
2489 }
2490
2491 //===----------------------------------------------------------------------===//
2492 // Utility methods.
2493 //===----------------------------------------------------------------------===//
2494
2495 void RegionStoreManager::print(Store store, raw_ostream &OS,
2496                                const char* nl, const char *sep) {
2497   RegionBindingsRef B = getRegionBindings(store);
2498   OS << "Store (direct and default bindings), "
2499      << B.asStore()
2500      << " :" << nl;
2501   B.dump(OS, nl);
2502 }