Alexandre D. Salcianu and Martin C. Rinard. Definiciones Un método es puro si no muta ninguna locación existente en el estado correcto anterior a la invocación.

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1 Alexandre D. Salcianu and Martin C. Rinard

2 Definiciones Un método es puro si no muta ninguna locación existente en el estado correcto anterior a la invocación del método.

3 Para qué? Cómo input para algunos análisis de programas Para entender y documentar el programa Para reducir el trabajo de los model checkers

4 Idea Método para analizar la pureza de programas Java (no anotados). Construido sobre una mejora de combined pointer and escape analysis method (Rinard- Whaley) Chequea si un método es puro, en el sentido de que no cambia ningún objeto existente en el pre-estado.

5 Mejoras Se distingue entre objetos existentes en el pre-estado y objetos nuevos (creado por el método) La información adicional generada por el método sirve para identificar información útil sobre efectos colaterales. El método fue probado (correctitud), implementado y utilizado en variedad de tareas.

6 Generalizaciones de Pureza Parámetros Read-Only : el método no cambia ningún objeto alcanzable desde el parámetro. Parámetros Seguros (safe): parámetros read-only el método no crea ningún camino externo visible en el heap hacia objetos alcanzables desde el parámetro.

7 Resumen hasta acá Análisis para detectar métodos puros en programas Java no anotados Presenta mejoras con respecto a análisis anteriores Permite la alocación de objetos nuevos en el heap Detecta parámetros read-only y safe.

8 Revisión del análisis Para cada método m y cada punto del programa dentro de m el análisis computa un points-to graph que modela la parte del heap que el método m accede antes de ese punto.

9 Revisión del análisis Un objeto escapa si es alcanzable desde afuera del método analizable (ej: desde uno de los parámetros) En otro caso, el objeto está capturado Un eje externo siempre termina en un load node

10 Revisión del Análisis Para cada método m el análisis computa un conjunto W m que contiene los campos abstractos modificados que son visibles externamente. Un campo abstracto es un campo para un nodo específico.

11 Revisión del Análisis El análisis examina métodos empezando desde las hojas. Se realiza sin conocer el contexto en que se llamó el método. Obtiene un único resultado parametrizable El resultado es luego instanciado en cada lugar que se invoque el método m. Normalmente, el análisis procesa cada método una única vez. Métodos recursivos requieren varias pasadas hasta llegar a un punto fijo.

12 Ejemplo: Cell Constructor

13 Ejemplo: List.add

14 Descanso??????

15 Continuando el Análisis Cada points-to graph registra los nodos que escapan globalmente, es decir, aquellos nodos que son potencialmente accesibles por código que desconocemos. Cualquier nodo alcanzable desde estos nodos también escapa globalmente El análisis debe ser muy conservativo con respecto a estos nodos, en particular, porque pueden ser mutados por código no conocido. Se utiliza un nodo especial para otros nodos desconocidos que escapan globalmente

16 Análisis Intraprocedural

17 Análisis Interprocedural Por cada llamada (call) del tipo v R = v 0.s(v 1, …, v j ) el análisis usa el points-to graph G anterior a la llamada y el points-to graph G calle (gráfico final del método invocado) para computar un points-to graph posterior a la invocación del método. Si hay múltiples posibles invocaciones, el análisis las considera a todas y mergea el conjunto de resultados de los points to graph

18 Paso 1 El análisis computa un mapeo, que relaciona los parámetros y los nodos cargados del método invocado, con los nodos que representan Incluir gráfico

19 Paso 2

20 Análisis de Efectos Este análisis se realiza sobre el análisis descripto anteriormente. El análisis propaga efectos interprocedurales de las siguiente forma: cuando el análisis del método m encuentra una invocación, se utiliza el mapeo de nodos intraprocedural para proyectar los efectos del método invocado e incluir esos efectos en el conjunto W m.

21 Diego Garbervetsky, Mike Barnett, Manuel Fähndrich, Francesco Logozzo

22 Objetivos Extender el análisis de grafos Points-to para.NET (parámetros por referencia y estructuras). Incrementar la precisión en el análisis de efectos de métodos no analizables.

23 Definiciones Un método es no analizable si su código no está disponible. Un método es débilmente puro si no muta ninguna locación existente en el estado correcto anterior a la invocación del método.

24 El problema List Copy(IEnumerable src) { List l = new List (); IEnumerator iter = src.GetEnumerator(); while (iter.MoveNext()){ int x = iter.get_Current(); l.Add(x); } return l; }

25 Salcianu No puede analizar llamadas a métodos de interfaces: src podría escapar a cualquier posición en memoria El método tiene una (potencial) escritura a cualquier posición accesible, como las variables estáticas.

26 Extensiones para.NET Address nodes: representan objetos y estructuras. Un address node que representa un objeto tiene ejes salientes con etiqueta *. Un address node para valores de estructuras tiene un eje saliente por campo (la etiqueta es el nombre del campo).

27 Ejemplo: v1 = v2

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30 Métodos no analizables Métodos analizables: se matchea las escrituras y lecturas en los load nodes con los nodos del llamador. A diferencia de los métodos analizables, los efectos en estos pueden no mapear directamente con el grafo del método llamador.

31 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 alcanzables por los campos propios del llamador. Un campo f es propio de la clase T si el objeto O de tipo T posee el objeto apuntado por su campo f.

32 Extensiones para métodos no analizables (ejes) Ejes ?: eje desconocido. Representan cualquier campo. Ejes $: campos no propios. Permite distinguir entre referencias a objetos que pueden ser escritos por el método y los que únicamente pueden ser leídos.

33 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 propios. Rechazamos los que contienen ejes $.

34 Ejemplo: omega nodes

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37 Anotaciones