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Alexandre D. Salcianu and Martin C. Rinard. Purity ans Side Effect Analysis for Java Programs. Definiciones. Un método es puro si no “muta” ninguna locación existente en el estado correcto anterior a la invocación del método. Para qué?. Cómo input para algunos análisis de programas
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Alexandre D. Salcianu and Martin C. Rinard PurityansSideEffectAnalysisfor Java Programs
Definiciones • Un método es puro si no “muta” ninguna locación existente en el estado correcto anterior a la invocación del método.
Para qué? • Cómo input para algunos análisis de programas • Para entender y documentar el programa • Para reducir el trabajo de los modelcheckers
Idea • Método para analizar la pureza de programas Java (no anotados). • Construido sobre una mejora de “combined pointer and escape analysismethod” (Rinard-Whaley) • Chequea si un método es puro, en el sentido de que no cambia ningún objeto existente en el pre-estado.
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.
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.
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.
Revisión del análisis • Para cada método m y cada punto del programa dentro de m el análisis computa un points-tograph que modela la parte del heap que el método m accede antes de ese punto.
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
Revisión del Análisis • Para cada método m el análisis computa un conjunto Wmque contiene los campos abstractos modificados que son visibles externamente. • Un campo abstracto es un campo para un nodo específico.
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.
Continuando el Análisis • Cada points-tograph 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
Análisis Interprocedural • Por cada llamada (call) del tipo vR = v0.s(v1, … , vj) el análisis usa el points-tographG anterior a la llamada y el points-tographGcalle(gráfico final del método invocado) para computar un points-tograph 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 pointstograph
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
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 Wm.
Diego Garbervetsky, Mike Barnett, Manuel Fähndrich, Francesco Logozzo ANNOTATIONS FOR (MORE)PRECISE POINTS-TO ANALYSIS
Objetivos • Extender el análisis de grafos Points-to para .NET (parámetrosporreferencia y estructuras). • Incrementar la precisión en el análisis de efectos de métodos no analizables.
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.
El problema List<int> Copy(IEnumerable<int> src) { List<int> l = new List<int>(); IEnumerator<int> iter= src.GetEnumerator(); while (iter.MoveNext()){ intx = iter.get_Current(); l.Add(x); } return l; }
Salcianu • No puedeanalizarllamadas a métodos de interfaces: • srcpodríaescapar a cualquierposición en memoria • El métodotieneuna (potencial) escritura a cualquierposiciónaccesible, comolas variables estáticas.
Extensionespara .NET • Address nodes: representanobjetos y estructuras. • Un address node querepresenta un objetotieneejessalientes con etiqueta *. • Un address node paravalores de estructurastiene un ejesalientepor campo (la etiquetaes el nombre del campo).
Métodos no analizables • Métodos analizables: se matchea las escrituras y lecturas en los load nodes con los nodos del llamador. • A diferencia de los métodosanalizables, los efectos en estospueden no mapear directamente con el grafo del método llamador.
Extensionesparamétodos no analizables (nodos) • Omega nodes (ω): modelan el conjunto de nodosalcanzablesdesdeesenodo. • Omega Confined nodes (ωC): subcojunto de ω. Son nodosωquerepresentan solo aquellosalcanzablespor los campospropios del llamador. • Un campo f espropio de la clase T si el objeto O de tipo T posee el objetoapuntadoporsu campo f.
Extensionesparamétodos no analizables (ejes) • Ejes “?”: ejedesconocido. Representancualquier campo. • Ejes “$”: campos no propios. Permitedistinguir entre referencias a objetosquepueden ser escritospor el método y los queúnicamentepueden ser leídos.
Matcheointerprocedural • Matcheo con ω: calculamos el conjunto de nodos (del llamador) alcanzablesdesdeeste, y finalmentetodos los load nodes se convierten en ω. • Matcheo con ωC: consideramos solo caminosquepasanpor los ejes “?” y los ejespropios. Rechazamos los quecontienenejes “$”.
