Annotations for More Precise Points

Diego Garbervetsky, Mike Barnett, Manuel Fähndrich, Francesco
Logozzo
ANNOTATIONS FOR (MORE)
PRECISE POINTS-TO ANALYSIS
Objetivos
 Incrementar la precisión en el análisis de
efectos de métodos no analizables de
Salcianu –Rinard .
 Definir un lenguaje de anotaciones que
establezca características de métodos con
respecto a su pureza y efectos.
Definiciones
 Método no analizable
 Un método es no analizable si su código no está
disponible.
 Método débilmente puro
 Un método es débilmente puro si no “muta”
ninguna locación existente en el estado correcto
anterior a la invocación del método.
El problema
List<int> copy(Iterable<int> src)
{
List<int> l = new LinkedList<int>();
Iterator<int> iter = src.iterator();
while (iter.hasNext()){
int x = iter.next();
l.add(x);
}
return l;
}
¿Que haría Salcianu?
 Salcianu “resuelve” este problema
estableciendo que todos los parámetros que
se le pasan al método no analizable escapan
globalmente.
 MUY CONSERVADOR!!!
 No puede analizar llamadas a métodos de
interfaces de las cuales no conocemos
ninguna implementación.
Métodos no analizables
 Supongamos que tenemos un método no analizable.
De este método sabemos que podría escribir sobre
todo objeto alcanzable desde un parámetro:
 m2(p1)
 p1.f1 = 0;
 p1.f1.f2 = 0;
 p1.f1.f2….fn = 0;
 Tenemos además otro método del que
tenemos información solamente sobre
a1.f1, y este método llama a m2:
 m1()
 …
 m2(a1);
Métodos no analizables
 Tenemos información insuficiente sobre el
contexto de m1.
 Sería un error considerar los efectos de m2
solo sobre a1.f1.
 Necesitamos un mecanismo para hacer que
los efectos del método llamado persistan en
el contexto del método llamador, y así
actualizar a1 cuando dispongamos de más
información.
Extensiones para métodos no
analizables (nodos)
 Omega nodes (ω)
 Modelan el conjunto de nodos alcanzables desde ese
nodo.
 Omega Confined nodes (ωC)
 Subcojunto de ω. Son nodos ω que representan solo
aquellos nodos alcanzables por los campos de los que
el objeto es dueño.
 El objeto O de tipo T es dueño del objeto apuntado por
su campo f si la clase T es dueña del campo f (i.e. el
campo f está marcado como own en la clase T).
Extensiones para métodos no
analizables (ejes)
 Ejes “?”
 Representan cualquier campo existente.
 Ejes “$”
 Campos no owneados. Permite distinguir entre
referencias a objetos que pueden ser escritos por el
método y los que únicamente pueden ser leídos.
Matcheo interprocedural
 Matcheo con ω: calculamos el conjunto de
nodos (del llamador) alcanzables desde este,
y finalmente todos los load nodes se
convierten en ω.
 Matcheo con ωC: consideramos solo caminos
que pasan por los ejes “?” y los ejes owned.
Rechazamos los que contienen ejes “$”.
Ejemplo: binding omega nodes
caller(){
T1 a1 = new T1();
a1.f1 = new T3();
T2 a2 = new T2();
a2.f2 = this.c;
callee(a1, a2);
}
callee(Object p1, Object p2);
Ejemplo: binding omega nodes
(callee)
p1
p2
ω1
ω2
?
Ejemplo: binding omega nodes
(caller)
caller(){
T1 a1 = new T1();
a1.f1 = new T3();
T2 a2 = new T2();
a2.f2 = this.c;
a1
a2
IN1
IN2
f1
f2
callee(a1, a2);
}
IN3
L4
Ejemplo: omega nodes
(caller bindeando con callee)
a1
IN1
a2
?
IN2
?
f1
IN3
?
?
f2
L4
Ejemplo: omega nodes
(caller bindeando con callee)
a1
IN1
a2
?
IN2
?
f1
IN3
?
?
f2
ωL4
Ejemplo: omega nodes
(bindeado)
a1
IN1
a2
?
IN2
?
f1
IN3
?
?
f2
ωL4
Anotaciones
 Proveemos un sistema de anotaciones para
clasificar métodos puros.
 Es útil porque:
 Proveen informacion sobre los efectos y los
Points-to Graphs.
 Nos permite mitigar los problemas de los métodos
no analizables.
Ejemplo: iteradores
int result = o;
it = p1.iterator();
while(it.hasNext())
result+=it.next().data;
return result;
p1
IN
next
LN
Ejemplo: iteradores
[Pure]
iterator()
Ejemplo: iteradores
[Pure][Fresh]
iterator()
Ejemplo: iteradores
[Escapes(true)]
[Pure][Fresh]
iterator()
Ejemplo: iteradores
[GlobalAccess(false)]
[Escapes(true)]
[Pure][Fresh]
iterator()
this
ωLN
?
IN
ret
Ejemplo: iteradores
int result = o;
it = p1.iterator();
while(it.hasNext())
result+=it.next().data;
return result;
p1
it
IN
?
IN
next
ωLN
?
Ejemplo: iteradores
[GlobalAccess(false)]
next()
ωLN
this
?
Ejemplo: iteradores
int result = o;
it = p1.iterator();
while(it.hasNext())
result+=it.next().data;
return result;
p1
it
IN
?
IN
next
ωLN
?
?
?
$
Ejemplo: iteradores
[GlobalAccess(false)]
[Escapes(true)]
[Pure][Fresh]
iterator()
this
ωLN
?
IN
ret
Ejemplo: iteradores
[Capture(false)]
[GlobalAccess(false)]
[Escapes(true)]
[Pure][Fresh]
iterator()
$
this
ωLN
IN
ret
Ejemplo: iteradores
int result = o;
it = p1.iterator();
while(it.hasNext())
result+=it.next().data;
return result;
p1
it
IN
$
IN
next
ωLN
$
Ejemplo: iteradores
[GlobalAccess(false)]
next()
ωLN
this
?
Ejemplo: iteradores
[WriteConfined]
next()
ωCLN
this
?
$
ω
Ejemplo: iteradores
int result = o;
it = p1.iterator();
while(it.hasNext())
result+=it.next().data;
return result;
p1
it
IN
$
IN
next
ωLN
$
?
Anotaciones (resumen)
Conclusiones
 Se logró extender el analisis de Salcianu para
tratar los métodos no analizables de manera
más precisa, mediante los nodos omega y el
lenguaje de anotaciones.
 Verificaciones con la especificación es
suficientemente simple utilizando el lenguaje
de anotaciones.