[clang][dataflow] Relax validity assumptions in `UncheckedOptionalAccessModel`.
authorYitzhak Mandelbaum <yitzhakm@google.com>
Thu, 26 Jan 2023 14:31:03 +0000 (14:31 +0000)
committerYitzhak Mandelbaum <yitzhakm@google.com>
Wed, 1 Feb 2023 15:57:09 +0000 (15:57 +0000)
Currently, the interpretation of `swap` calls in the optional model assumes the
optional arguments are modeled (and therefore have valid storage locations and
values). This assumption is incorrect, for example, in the case of unmodeled
optional fields (which can be missing either value or location). This patch
relaxes these assumptions, to return rather than assert when either argument is
not modeled.

Differential Revision: https://reviews.llvm.org/D142710

clang/lib/Analysis/FlowSensitive/Models/UncheckedOptionalAccessModel.cpp
clang/unittests/Analysis/FlowSensitive/UncheckedOptionalAccessModelTest.cpp

index 308dc25dad1fce672b37c45149af011990128b03..ef34492f7d851f03d1cd1c51d7ea742cef910ef7 100644 (file)
@@ -521,48 +521,54 @@ void transferNulloptAssignment(const CXXOperatorCallExpr *E,
   transferAssignment(E, State.Env.getBoolLiteralValue(false), State);
 }
 
-void transferSwap(const StorageLocation &OptionalLoc1,
-                  const StorageLocation &OptionalLoc2,
-                  LatticeTransferState &State) {
-  auto *OptionalVal1 = State.Env.getValue(OptionalLoc1);
-  assert(OptionalVal1 != nullptr);
+void transferSwap(const Expr &E1, SkipPast E1Skip, const Expr &E2,
+                  Environment &Env) {
+  // We account for cases where one or both of the optionals are not modeled,
+  // either lacking associated storage locations, or lacking values associated
+  // to such storage locations.
+  auto *Loc1 = Env.getStorageLocation(E1, E1Skip);
+  auto *Loc2 = Env.getStorageLocation(E2, SkipPast::Reference);
+
+  if (Loc1 == nullptr) {
+    if (Loc2 != nullptr)
+      Env.setValue(*Loc2, createOptionalValue(Env, Env.makeAtomicBoolValue()));
+    return;
+  }
+  if (Loc2 == nullptr) {
+    Env.setValue(*Loc1, createOptionalValue(Env, Env.makeAtomicBoolValue()));
+    return;
+  }
 
-  auto *OptionalVal2 = State.Env.getValue(OptionalLoc2);
-  assert(OptionalVal2 != nullptr);
+  // Both expressions have locations, though they may not have corresponding
+  // values. In that case, we create a fresh value at this point. Note that if
+  // two branches both do this, they will not share the value, but it at least
+  // allows for local reasoning about the value. To avoid the above, we would
+  // need *lazy* value allocation.
+  // FIXME: allocate values lazily, instead of just creating a fresh value.
+  auto *Val1 = Env.getValue(*Loc1);
+  if (Val1 == nullptr)
+    Val1 = &createOptionalValue(Env, Env.makeAtomicBoolValue());
 
-  State.Env.setValue(OptionalLoc1, *OptionalVal2);
-  State.Env.setValue(OptionalLoc2, *OptionalVal1);
+  auto *Val2 = Env.getValue(*Loc2);
+  if (Val2 == nullptr)
+    Val2 = &createOptionalValue(Env, Env.makeAtomicBoolValue());
+
+  Env.setValue(*Loc1, *Val2);
+  Env.setValue(*Loc2, *Val1);
 }
 
 void transferSwapCall(const CXXMemberCallExpr *E,
                       const MatchFinder::MatchResult &,
                       LatticeTransferState &State) {
   assert(E->getNumArgs() == 1);
-
-  auto *OptionalLoc1 = State.Env.getStorageLocation(
-      *E->getImplicitObjectArgument(), SkipPast::ReferenceThenPointer);
-  assert(OptionalLoc1 != nullptr);
-
-  auto *OptionalLoc2 =
-      State.Env.getStorageLocation(*E->getArg(0), SkipPast::Reference);
-  assert(OptionalLoc2 != nullptr);
-
-  transferSwap(*OptionalLoc1, *OptionalLoc2, State);
+  transferSwap(*E->getImplicitObjectArgument(), SkipPast::ReferenceThenPointer,
+               *E->getArg(0), State.Env);
 }
 
 void transferStdSwapCall(const CallExpr *E, const MatchFinder::MatchResult &,
                          LatticeTransferState &State) {
   assert(E->getNumArgs() == 2);
-
-  auto *OptionalLoc1 =
-      State.Env.getStorageLocation(*E->getArg(0), SkipPast::Reference);
-  assert(OptionalLoc1 != nullptr);
-
-  auto *OptionalLoc2 =
-      State.Env.getStorageLocation(*E->getArg(1), SkipPast::Reference);
-  assert(OptionalLoc2 != nullptr);
-
-  transferSwap(*OptionalLoc1, *OptionalLoc2, State);
+  transferSwap(*E->getArg(0), SkipPast::Reference, *E->getArg(1), State.Env);
 }
 
 BoolValue &evaluateEquality(Environment &Env, BoolValue &EqVal, BoolValue &LHS,
index e2abbbba2cb0a4cab43b90d4ba792609ce9e325f..c7e2ad6263f5b7fc8058a2b89f969b67f46fddb8 100644 (file)
@@ -11,7 +11,6 @@
 #include "TestingSupport.h"
 #include "clang/AST/ASTContext.h"
 #include "clang/ASTMatchers/ASTMatchers.h"
-#include "clang/Analysis/FlowSensitive/TypeErasedDataflowAnalysis.h"
 #include "clang/Basic/SourceLocation.h"
 #include "clang/Tooling/Tooling.h"
 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
@@ -2124,6 +2123,139 @@ TEST_P(UncheckedOptionalAccessTest, StdSwap) {
   )");
 }
 
+TEST_P(UncheckedOptionalAccessTest, SwapUnmodeledLocLeft) {
+  ExpectDiagnosticsFor(
+      R"(
+    #include "unchecked_optional_access_test.h"
+
+    struct L { $ns::$optional<int> hd; L* tl; };
+
+    void target() {
+      $ns::$optional<int> foo = 3;
+      L bar;
+
+      // Any `tl` beyond the first is not modeled.
+      bar.tl->tl->hd.swap(foo);
+
+      bar.tl->tl->hd.value(); // [[unsafe]]
+      foo.value(); // [[unsafe]]
+    }
+  )");
+}
+
+TEST_P(UncheckedOptionalAccessTest, SwapUnmodeledLocRight) {
+  ExpectDiagnosticsFor(
+      R"(
+    #include "unchecked_optional_access_test.h"
+
+    struct L { $ns::$optional<int> hd; L* tl; };
+
+    void target() {
+      $ns::$optional<int> foo = 3;
+      L bar;
+
+      // Any `tl` beyond the first is not modeled.
+      foo.swap(bar.tl->tl->hd);
+
+      bar.tl->tl->hd.value(); // [[unsafe]]
+      foo.value(); // [[unsafe]]
+    }
+  )");
+}
+
+TEST_P(UncheckedOptionalAccessTest, SwapUnmodeledValueLeftSet) {
+  ExpectDiagnosticsFor(
+      R"(
+    #include "unchecked_optional_access_test.h"
+
+    struct S { int x; };
+    struct A { $ns::$optional<S> late; };
+    struct B { A f3; };
+    struct C { B f2; };
+    struct D { C f1; };
+
+    void target() {
+      $ns::$optional<S> foo = S{3};
+      D bar;
+
+      bar.f1.f2.f3.late.swap(foo);
+
+      bar.f1.f2.f3.late.value();
+      foo.value(); // [[unsafe]]
+    }
+  )");
+}
+
+TEST_P(UncheckedOptionalAccessTest, SwapUnmodeledValueLeftUnset) {
+  ExpectDiagnosticsFor(
+      R"(
+    #include "unchecked_optional_access_test.h"
+
+    struct S { int x; };
+    struct A { $ns::$optional<S> late; };
+    struct B { A f3; };
+    struct C { B f2; };
+    struct D { C f1; };
+
+    void target() {
+      $ns::$optional<S> foo;
+      D bar;
+
+      bar.f1.f2.f3.late.swap(foo);
+
+      bar.f1.f2.f3.late.value(); // [[unsafe]]
+      foo.value(); // [[unsafe]]
+    }
+  )");
+}
+
+// fixme: use recursion instead of depth.
+TEST_P(UncheckedOptionalAccessTest, SwapUnmodeledValueRightSet) {
+  ExpectDiagnosticsFor(
+      R"(
+    #include "unchecked_optional_access_test.h"
+
+    struct S { int x; };
+    struct A { $ns::$optional<S> late; };
+    struct B { A f3; };
+    struct C { B f2; };
+    struct D { C f1; };
+
+    void target() {
+      $ns::$optional<S> foo = S{3};
+      D bar;
+
+      foo.swap(bar.f1.f2.f3.late);
+
+      bar.f1.f2.f3.late.value();
+      foo.value(); // [[unsafe]]
+    }
+  )");
+}
+
+TEST_P(UncheckedOptionalAccessTest, SwapUnmodeledValueRightUnset) {
+  ExpectDiagnosticsFor(
+      R"(
+    #include "unchecked_optional_access_test.h"
+
+    struct S { int x; };
+    struct A { $ns::$optional<S> late; };
+    struct B { A f3; };
+    struct C { B f2; };
+    struct D { C f1; };
+
+    void target() {
+      $ns::$optional<S> foo;
+      D bar;
+
+      foo.swap(bar.f1.f2.f3.late);
+
+      bar.f1.f2.f3.late.value(); // [[unsafe]]
+      foo.value(); // [[unsafe]]
+    }
+  )");
+}
+
 TEST_P(UncheckedOptionalAccessTest, UniquePtrToOptional) {
   // We suppress diagnostics for optionals in smart pointers (other than
   // `optional` itself).