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Bachelor's Thesis – tnilboG: Extending Goblint Analyzer with Weakest Preconditions #1946
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| Original file line number | Diff line number | Diff line change | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| @@ -0,0 +1,274 @@ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| open GoblintCil | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| open Analyses | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| module BackwSpec : BackwAnalyses.BackwSpecSpec = functor (ForwSpec : Analyses.Spec) -> | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| struct | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| include BackwAnalyses.DefaultBackwSpec (ForwSpec) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| module C = ForwSpec.C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (* Adding these module definitions because the "include" of the DefaultBackwSpec is not enough*) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| module D_forw = ForwSpec.D | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| module G_forw = ForwSpec.G | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| module V_forw = ForwSpec.V | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| module P_forw = ForwSpec.P | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let name () = "liveness" | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| module G = Lattice.Unit | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| module V = EmptyV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| module P = EmptyP | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| module LiveVariableSet = SetDomain.ToppedSet (Basetype.Variables) (struct let topname = "All variables" end) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| module D = LiveVariableSet (*Set of program variables as domain*) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let startstate v = D.empty() | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let exitstate v = D.empty() | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let rec vars_from_lval (l: lval) man_forw : varinfo list = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let vars_written_to = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| match l with | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Var v, _ -> ( | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| if (Cil.isFunctionType v.vtype) then [] else [v] (*I do not want functions in the set of live variables*) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Mem exp, _ -> (*If a pointer may point to a variable, these variables are live as well...*) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let may_point_to = Queries.AD.to_var_may (man_forw.ask (MayPointTo exp)) in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| if may_point_to = [] then ( | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M.warn ~category:MessageCategory.Unsound "The expression %a may point to an unknown variable. This makes the analysis unsound." d_exp exp; (*UNSOUND: I do not think that this check is enough. Maybe I should just exclude analyzing programs with variables whose address is taken.*) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| vars_from_expr exp man_forw ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| else ( | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Logs.debug "(!) The expression %a may point to the variables %s" d_exp exp (String.concat ", " (List.map (fun v -> v.vname) may_point_to)); | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| may_point_to @ vars_from_expr exp man_forw) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let vars_in_offset = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| match l with | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Var _, off -> vars_from_offset off man_forw | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Mem _, off -> vars_from_offset off man_forw | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (vars_written_to @ vars_in_offset) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| and vars_from_offset (off: offset) man_forw : varinfo list = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| match off with | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | NoOffset -> [] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Field (_, off) -> vars_from_offset off man_forw (* what to do with fieldinfo?*) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Index (e, off) -> | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let vars_in_e = vars_from_expr e man_forw in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let vars_in_off = vars_from_offset off man_forw in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (match vars_in_off with | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | [] -> [] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | vars_in_off -> (vars_in_e @ vars_in_off)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| and vars_from_expr (e: exp) man_forw : varinfo list = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let rec aux acc e = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| match e with | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Lval v -> vars_from_lval v man_forw @ acc | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | BinOp (_, e1, e2, _) -> | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let acc1 = aux acc e1 in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| aux acc1 e2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | UnOp (_, e1, _) -> aux acc e1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | SizeOfE e1 -> aux acc e1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | AlignOfE e1 -> aux acc e1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Question (e1, e2, e3, _) -> | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let acc1 = aux acc e1 in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let acc2 = aux acc1 e2 in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| aux acc2 e3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | CastE (_, e1) -> aux acc e1 (*This appears to make problems when building for jobs*) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | AddrOf (l1) -> (match vars_from_lval l1 man_forw with | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | [] -> acc | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | v -> (v @ acc) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | _ -> acc | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| aux [] e | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let rec assign man man_forw (lval:lval) (rval:exp) = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| match lval with | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Var v, offset -> | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| if (D.mem v man.local) then ( (* Global variables are considered live when writing to them -> No, not anymore. This of course does not wark with concurrent programs, but I am already excluding those. *) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let rval_vars = D.of_list (vars_from_expr rval man_forw)in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let rval_vars = D.filter (fun v -> not (Cil.isFunctionType v.vtype)) rval_vars in (*remove variables that are just function names*) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let offset_vars = D.of_list (vars_from_offset offset man_forw) in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let base_live = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| match offset with | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | NoOffset -> D.diff man.local (D.singleton v) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | _ -> man.local | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| D.union rval_vars (D.union offset_vars base_live) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ) else ( | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (* let loc = M.Location.Node man.node in *) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (* M.warn ~loc:loc ~category:MessageCategory.Program "Unnecessary assignment to variable '%s', as it is not live at this program point." v.vname; *) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| man.local | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Mem exp, off -> | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let ad = man_forw.ask (MayPointTo exp) in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let lval_vars = D.of_list (vars_from_expr exp man_forw) in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let rval_vars = D.of_list (vars_from_expr rval man_forw) in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let rval_vars = D.filter (fun v -> not (Cil.isFunctionType v.vtype)) rval_vars in (*remove variables that are just function names*) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let strong_target = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| match off, Queries.AD.to_mval ad with | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | NoOffset, [(v, `NoOffset)] when Queries.AD.is_element (Queries.AD.Addr.of_mval (v, `NoOffset)) ad -> Some v | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | _ -> None | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let log_this ()= | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Logs.debug "(!) Assignment to memory location %a with may-point-to set [?]" d_exp exp; | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Logs.debug "Variables in the lval: %s" (String.concat ", " (List.map (fun v -> v.vname) (D.elements lval_vars))); | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Logs.debug "Variables in the rval: %s" (String.concat ", " (List.map (fun v -> v.vname) (D.elements rval_vars))); | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| match strong_target with | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Some v -> Logs.debug "Strong target variable: %s" v.vname | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | None -> Logs.debug "No strong target variable identified" | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| log_this (); | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| match strong_target with | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Some v -> | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| D.union (assign man man_forw (Var v, NoOffset) rval) lval_vars | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | None -> D.union rval_vars (D.union lval_vars man.local) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let branch man man_forw (exp:exp) (tv:bool) = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (* This just randomly asks whether all loops terimante to use getg_forw utilized in man.global *) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (* let () = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| match man_forw.ask(Queries.MustTermAllLoops) with | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | true -> Logs.debug "MustTermAllLoops is TRUE" | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | _ -> Logs.debug "MustTermAllLoops is NOT TRUE" | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| in *) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let branch_irrelevant : bool = ( | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| match Queries.eval_bool (Analyses.ask_of_man man_forw) exp with | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | `Lifted b -> tv <> b | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | `Bot -> false | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | `Top -> false | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| if branch_irrelevant then (D.of_list (vars_from_expr exp man_forw)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| else D.join man.local (D.of_list (vars_from_expr exp man_forw)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let body man man_forw (f:fundec) = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| man.local | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let enter man man_forw (lval: lval option) (f:fundec) (args:exp list) = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
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||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let global_vars_in_d = D.filter (fun v -> v.vglob) man.local in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let callee_d = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| match lval with | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Some (Var v, _) -> | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| if (D.mem v man.local) then ( | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (D.singleton v) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ) else ( | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| D.empty() | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | Some (Mem exp, _) -> D.of_list (vars_from_expr exp man_forw) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | None -> D.empty() | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| [man.local, (D.union callee_d global_vars_in_d)] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let combine_env man man_forw (lval:lval option) fexp (f:fundec) (args:exp list) fc au (f_ask: Queries.ask) = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (* map relevant sformals in man.local to the corresponding variables contained in the argument*) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let arg_formal_pairs = List.combine args f.sformals in | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let relevant_arg_vars = | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| List.fold_left (fun acc (arg_exp, formal_var) -> | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| if D.mem formal_var au then | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| D.join acc (D.of_list(vars_from_expr arg_exp man_forw)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| else | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| acc | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ) (D.empty()) arg_formal_pairs | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Comment on lines
+177
to
+184
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| let arg_formal_pairs = List.combine args f.sformals in | |
| let relevant_arg_vars = | |
| List.fold_left (fun acc (arg_exp, formal_var) -> | |
| if D.mem formal_var au then | |
| D.join acc (D.of_list(vars_from_expr arg_exp)) | |
| else | |
| acc | |
| ) (D.empty()) arg_formal_pairs | |
| (* Safely pair arguments with formals, truncating to the shorter list to avoid List.combine exceptions. *) | |
| let rec combine_truncate args formals acc = | |
| match args, formals with | |
| | arg_exp :: args_tail, formal_var :: formals_tail -> | |
| combine_truncate args_tail formals_tail ((arg_exp, formal_var) :: acc) | |
| | _, _ -> | |
| List.rev acc | |
| in | |
| let arg_formal_pairs = combine_truncate args f.sformals [] in | |
| let relevant_arg_vars = | |
| List.fold_left (fun acc (arg_exp, formal_var) -> | |
| if D.mem formal_var au then | |
| D.join acc (D.of_list (vars_from_expr arg_exp)) | |
| else | |
| acc | |
| ) (D.empty ()) arg_formal_pairs |
Copilot
AI
Feb 28, 2026
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return is defined twice in this module (earlier at line ~149 and again here). The later definition silently shadows the earlier one, which is confusing and makes it easy to reason about the wrong behavior. Please keep only one return implementation and remove the other.
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vars_from_offsetdrops variables used in an index expression when the remaining offset isNoOffset: theIndex (e, off)case returns[]ifvars_in_offis empty, which incorrectly ignoresefor e.g.a[i]. This will make the liveness result wrong. Always include variables from the index expression regardless of the nested offset.