contrib/llvm/tools/clang/include/clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/Store.h

   1 //== Store.h - Interface for maps from Locations to Values ------*- 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 defined the types Store and StoreManager.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_CLANG_GR_STORE_H
  15 #define LLVM_CLANG_GR_STORE_H
  16
  17 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/StoreRef.h"
  18 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/MemRegion.h"
  19 #include "clang/StaticAnalyzer/Core/PathSensitive/SValBuilder.h"
  20 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
  21 #include "llvm/ADT/Optional.h"
  22
  23 namespace clang {
  24
  25 class Stmt;
  26 class Expr;
  27 class ObjCIvarDecl;
  28 class StackFrameContext;
  29
  30 namespace ento {
  31
  32 class ProgramState;
  33 class ProgramStateManager;
  34 class SubRegionMap;
  35
  36 class StoreManager {
  37 protected:
  38   SValBuilder &svalBuilder;
  39   ProgramStateManager &StateMgr;
  40
  41   /// MRMgr - Manages region objects associated with this StoreManager.
  42   MemRegionManager &MRMgr;
  43   ASTContext &Ctx;
  44
  45   StoreManager(ProgramStateManager &stateMgr);
  46
  47 public:
  48   virtual ~StoreManager() {}
  49
  50   /// Return the value bound to specified location in a given state.
  51   /// \param[in] state The analysis state.
  52   /// \param[in] loc The symbolic memory location.
  53   /// \param[in] T An optional type that provides a hint indicating the
  54   ///   expected type of the returned value.  This is used if the value is
  55   ///   lazily computed.
  56   /// \return The value bound to the location \c loc.
  57   virtual SVal Retrieve(Store store, Loc loc, QualType T = QualType()) = 0;
  58
  59   /// Return a state with the specified value bound to the given location.
  60   /// \param[in] state The analysis state.
  61   /// \param[in] loc The symbolic memory location.
  62   /// \param[in] val The value to bind to location \c loc.
  63   /// \return A pointer to a ProgramState object that contains the same bindings as
  64   ///   \c state with the addition of having the value specified by \c val bound
  65   ///   to the location given for \c loc.
  66   virtual StoreRef Bind(Store store, Loc loc, SVal val) = 0;
  67
  68   virtual StoreRef BindDefault(Store store, const MemRegion *R, SVal V);
  69   virtual StoreRef Remove(Store St, Loc L) = 0;
  70
  71   /// BindCompoundLiteral - Return the store that has the bindings currently
  72   ///  in 'store' plus the bindings for the CompoundLiteral.  'R' is the region
  73   ///  for the compound literal and 'BegInit' and 'EndInit' represent an
  74   ///  array of initializer values.
  75   virtual StoreRef BindCompoundLiteral(Store store,
  76                                        const CompoundLiteralExpr *cl,
  77                                        const LocationContext *LC, SVal v) = 0;
  78
  79   /// getInitialStore - Returns the initial "empty" store representing the
  80   ///  value bindings upon entry to an analyzed function.
  81   virtual StoreRef getInitialStore(const LocationContext *InitLoc) = 0;
  82
  83   /// getRegionManager - Returns the internal RegionManager object that is
  84   ///  used to query and manipulate MemRegion objects.
  85   MemRegionManager& getRegionManager() { return MRMgr; }
  86
  87   /// getSubRegionMap - Returns an opaque map object that clients can query
  88   ///  to get the subregions of a given MemRegion object.  It is the
  89   //   caller's responsibility to 'delete' the returned map.
  90   virtual SubRegionMap *getSubRegionMap(Store store) = 0;
  91
  92   virtual Loc getLValueVar(const VarDecl *VD, const LocationContext *LC) {
  93     return svalBuilder.makeLoc(MRMgr.getVarRegion(VD, LC));
  94   }
  95
  96   virtual Loc getLValueString(const StringLiteral* S) {
  97     return svalBuilder.makeLoc(MRMgr.getStringRegion(S));
  98   }
  99
 100   Loc getLValueCompoundLiteral(const CompoundLiteralExpr *CL,
 101                                const LocationContext *LC) {
 102     return loc::MemRegionVal(MRMgr.getCompoundLiteralRegion(CL, LC));
 103   }
 104
 105   virtual SVal getLValueIvar(const ObjCIvarDecl *decl, SVal base) {
 106     return getLValueFieldOrIvar(decl, base);
 107   }
 108
 109   virtual SVal getLValueField(const FieldDecl *D, SVal Base) {
 110     return getLValueFieldOrIvar(D, Base);
 111   }
 112
 113   virtual SVal getLValueElement(QualType elementType, NonLoc offset, SVal Base);
 114
 115   // FIXME: This should soon be eliminated altogether; clients should deal with
 116   // region extents directly.
 117   virtual DefinedOrUnknownSVal getSizeInElements(const ProgramState *state,
 118                                                  const MemRegion *region,
 119                                                  QualType EleTy) {
 120     return UnknownVal();
 121   }
 122
 123   /// ArrayToPointer - Used by ExprEngine::VistCast to handle implicit
 124   ///  conversions between arrays and pointers.
 125   virtual SVal ArrayToPointer(Loc Array) = 0;
 126
 127   /// Evaluates DerivedToBase casts.
 128   virtual SVal evalDerivedToBase(SVal derived, QualType basePtrType) {
 129     return UnknownVal();
 130   }
 131
 132   class CastResult {
 133     const ProgramState *state;
 134     const MemRegion *region;
 135   public:
 136     const ProgramState *getState() const { return state; }
 137     const MemRegion* getRegion() const { return region; }
 138     CastResult(const ProgramState *s, const MemRegion* r = 0) : state(s), region(r){}
 139   };
 140
 141   const ElementRegion *GetElementZeroRegion(const MemRegion *R, QualType T);
 142
 143   /// castRegion - Used by ExprEngine::VisitCast to handle casts from
 144   ///  a MemRegion* to a specific location type.  'R' is the region being
 145   ///  casted and 'CastToTy' the result type of the cast.
 146   const MemRegion *castRegion(const MemRegion *region, QualType CastToTy);
 147
 148   virtual StoreRef removeDeadBindings(Store store, const StackFrameContext *LCtx,
 149                                       SymbolReaper& SymReaper) = 0;
 150
 151   virtual StoreRef BindDecl(Store store, const VarRegion *VR, SVal initVal) = 0;
 152
 153   virtual StoreRef BindDeclWithNoInit(Store store, const VarRegion *VR) = 0;
 154
 155   virtual bool includedInBindings(Store store,
 156                                   const MemRegion *region) const = 0;
 157
 158   /// If the StoreManager supports it, increment the reference count of
 159   /// the specified Store object.
 160   virtual void incrementReferenceCount(Store store) {}
 161
 162   /// If the StoreManager supports it, decrement the reference count of
 163   /// the specified Store object.  If the reference count hits 0, the memory
 164   /// associated with the object is recycled.
 165   virtual void decrementReferenceCount(Store store) {}
 166
 167   typedef llvm::DenseSet<SymbolRef> InvalidatedSymbols;
 168   typedef SmallVector<const MemRegion *, 8> InvalidatedRegions;
 169
 170   /// invalidateRegions - Clears out the specified regions from the store,
 171   ///  marking their values as unknown. Depending on the store, this may also
 172   ///  invalidate additional regions that may have changed based on accessing
 173   ///  the given regions. Optionally, invalidates non-static globals as well.
 174   /// \param[in] store The initial store
 175   /// \param[in] Begin A pointer to the first region to invalidate.
 176   /// \param[in] End A pointer just past the last region to invalidate.
 177   /// \param[in] E The current statement being evaluated. Used to conjure
 178   ///   symbols to mark the values of invalidated regions.
 179   /// \param[in] Count The current block count. Used to conjure
 180   ///   symbols to mark the values of invalidated regions.
 181   /// \param[in,out] IS A set to fill with any symbols that are no longer
 182   ///   accessible. Pass \c NULL if this information will not be used.
 183   /// \param[in] invalidateGlobals If \c true, any non-static global regions
 184   ///   are invalidated as well.
 185   /// \param[in,out] Regions A vector to fill with any regions being
 186   ///   invalidated. This should include any regions explicitly invalidated
 187   ///   even if they do not currently have bindings. Pass \c NULL if this
 188   ///   information will not be used.
 189   virtual StoreRef invalidateRegions(Store store,
 190                                      ArrayRef<const MemRegion *> Regions,
 191                                      const Expr *E, unsigned Count,
 192                                      InvalidatedSymbols &IS,
 193                                      bool invalidateGlobals,
 194                                      InvalidatedRegions *Invalidated) = 0;
 195
 196   /// enterStackFrame - Let the StoreManager to do something when execution
 197   /// engine is about to execute into a callee.
 198   virtual StoreRef enterStackFrame(const ProgramState *state,
 199                                    const StackFrameContext *frame);
 200
 201   virtual void print(Store store, raw_ostream &Out,
 202                      const char* nl, const char *sep) = 0;
 203
 204   class BindingsHandler {
 205   public:
 206     virtual ~BindingsHandler();
 207     virtual bool HandleBinding(StoreManager& SMgr, Store store,
 208                                const MemRegion *region, SVal val) = 0;
 209   };
 210
 211   /// iterBindings - Iterate over the bindings in the Store.
 212   virtual void iterBindings(Store store, BindingsHandler& f) = 0;
 213
 214 protected:
 215   const MemRegion *MakeElementRegion(const MemRegion *baseRegion,
 216                                      QualType pointeeTy, uint64_t index = 0);
 217
 218   /// CastRetrievedVal - Used by subclasses of StoreManager to implement
 219   ///  implicit casts that arise from loads from regions that are reinterpreted
 220   ///  as another region.
 221   SVal CastRetrievedVal(SVal val, const TypedValueRegion *region,
 222                         QualType castTy, bool performTestOnly = true);
 223
 224 private:
 225   SVal getLValueFieldOrIvar(const Decl *decl, SVal base);
 226 };
 227
 228
 229 inline StoreRef::StoreRef(Store store, StoreManager & smgr)
 230   : store(store), mgr(smgr) {
 231   if (store)
 232     mgr.incrementReferenceCount(store);
 233 }
 234
 235 inline StoreRef::StoreRef(const StoreRef &sr)
 236   : store(sr.store), mgr(sr.mgr)
 237 {
 238   if (store)
 239     mgr.incrementReferenceCount(store);
 240 }
 241
 242 inline StoreRef::~StoreRef() {
 243   if (store)
 244     mgr.decrementReferenceCount(store);
 245 }
 246
 247 inline StoreRef &StoreRef::operator=(StoreRef const &newStore) {
 248   assert(&newStore.mgr == &mgr);
 249   if (store != newStore.store) {
 250     mgr.incrementReferenceCount(newStore.store);
 251     mgr.decrementReferenceCount(store);
 252     store = newStore.getStore();
 253   }
 254   return *this;
 255 }
 256
 257 // FIXME: Do we still need this?
 258 /// SubRegionMap - An abstract interface that represents a queryable map
 259 ///  between MemRegion objects and their subregions.
 260 class SubRegionMap {
 261 public:
 262   virtual ~SubRegionMap() {}
 263
 264   class Visitor {
 265   public:
 266     virtual ~Visitor() {}
 267     virtual bool Visit(const MemRegion* Parent, const MemRegion* SubRegion) = 0;
 268   };
 269
 270   virtual bool iterSubRegions(const MemRegion *region, Visitor& V) const = 0;
 271 };
 272
 273 // FIXME: Do we need to pass ProgramStateManager anymore?
 274 StoreManager *CreateRegionStoreManager(ProgramStateManager& StMgr);
 275 StoreManager *CreateFieldsOnlyRegionStoreManager(ProgramStateManager& StMgr);
 276
 277 } // end GR namespace
 278
 279 } // end clang namespace
 280
 281 #endif