xref: /freebsd/contrib/llvm-project/llvm/lib/Support/Z3Solver.cpp (revision 6c4b055cfb6bf549e9145dde6454cc6b178c35e4)
1  //== Z3Solver.cpp -----------------------------------------------*- C++ -*--==//
2  //
3  // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4  // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5  // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6  //
7  //===----------------------------------------------------------------------===//
8  
9  #include "llvm/ADT/ScopeExit.h"
10  #include "llvm/Config/config.h"
11  #include "llvm/Support/NativeFormatting.h"
12  #include "llvm/Support/SMTAPI.h"
13  
14  using namespace llvm;
15  
16  #if LLVM_WITH_Z3
17  
18  #include "llvm/ADT/SmallString.h"
19  #include "llvm/ADT/Twine.h"
20  
21  #include <set>
22  #include <unordered_map>
23  
24  #include <z3.h>
25  
26  namespace {
27  
28  /// Configuration class for Z3
29  class Z3Config {
30    friend class Z3Context;
31  
32    Z3_config Config = Z3_mk_config();
33  
34  public:
35    Z3Config() = default;
36    Z3Config(const Z3Config &) = delete;
37    Z3Config(Z3Config &&) = default;
38    Z3Config &operator=(Z3Config &) = delete;
39    Z3Config &operator=(Z3Config &&) = default;
~Z3Config()40    ~Z3Config() { Z3_del_config(Config); }
41  }; // end class Z3Config
42  
43  // Function used to report errors
Z3ErrorHandler(Z3_context Context,Z3_error_code Error)44  void Z3ErrorHandler(Z3_context Context, Z3_error_code Error) {
45    llvm::report_fatal_error("Z3 error: " +
46                             llvm::Twine(Z3_get_error_msg(Context, Error)));
47  }
48  
49  /// Wrapper for Z3 context
50  class Z3Context {
51  public:
52    Z3Config Config;
53    Z3_context Context;
54  
Z3Context()55    Z3Context() {
56      Context = Z3_mk_context_rc(Config.Config);
57      // The error function is set here because the context is the first object
58      // created by the backend
59      Z3_set_error_handler(Context, Z3ErrorHandler);
60    }
61  
62    Z3Context(const Z3Context &) = delete;
63    Z3Context(Z3Context &&) = default;
64    Z3Context &operator=(Z3Context &) = delete;
65    Z3Context &operator=(Z3Context &&) = default;
66  
~Z3Context()67    ~Z3Context() {
68      Z3_del_context(Context);
69      Context = nullptr;
70    }
71  }; // end class Z3Context
72  
73  /// Wrapper for Z3 Sort
74  class Z3Sort : public SMTSort {
75    friend class Z3Solver;
76  
77    Z3Context &Context;
78  
79    Z3_sort Sort;
80  
81  public:
82    /// Default constructor, mainly used by make_shared
Z3Sort(Z3Context & C,Z3_sort ZS)83    Z3Sort(Z3Context &C, Z3_sort ZS) : Context(C), Sort(ZS) {
84      Z3_inc_ref(Context.Context, reinterpret_cast<Z3_ast>(Sort));
85    }
86  
87    /// Override implicit copy constructor for correct reference counting.
Z3Sort(const Z3Sort & Other)88    Z3Sort(const Z3Sort &Other) : Context(Other.Context), Sort(Other.Sort) {
89      Z3_inc_ref(Context.Context, reinterpret_cast<Z3_ast>(Sort));
90    }
91  
92    /// Override implicit copy assignment constructor for correct reference
93    /// counting.
operator =(const Z3Sort & Other)94    Z3Sort &operator=(const Z3Sort &Other) {
95      Z3_inc_ref(Context.Context, reinterpret_cast<Z3_ast>(Other.Sort));
96      Z3_dec_ref(Context.Context, reinterpret_cast<Z3_ast>(Sort));
97      Sort = Other.Sort;
98      return *this;
99    }
100  
101    Z3Sort(Z3Sort &&Other) = delete;
102    Z3Sort &operator=(Z3Sort &&Other) = delete;
103  
~Z3Sort()104    ~Z3Sort() {
105      if (Sort)
106        Z3_dec_ref(Context.Context, reinterpret_cast<Z3_ast>(Sort));
107    }
108  
Profile(llvm::FoldingSetNodeID & ID) const109    void Profile(llvm::FoldingSetNodeID &ID) const override {
110      ID.AddInteger(
111          Z3_get_ast_id(Context.Context, reinterpret_cast<Z3_ast>(Sort)));
112    }
113  
isBitvectorSortImpl() const114    bool isBitvectorSortImpl() const override {
115      return (Z3_get_sort_kind(Context.Context, Sort) == Z3_BV_SORT);
116    }
117  
isFloatSortImpl() const118    bool isFloatSortImpl() const override {
119      return (Z3_get_sort_kind(Context.Context, Sort) == Z3_FLOATING_POINT_SORT);
120    }
121  
isBooleanSortImpl() const122    bool isBooleanSortImpl() const override {
123      return (Z3_get_sort_kind(Context.Context, Sort) == Z3_BOOL_SORT);
124    }
125  
getBitvectorSortSizeImpl() const126    unsigned getBitvectorSortSizeImpl() const override {
127      return Z3_get_bv_sort_size(Context.Context, Sort);
128    }
129  
getFloatSortSizeImpl() const130    unsigned getFloatSortSizeImpl() const override {
131      return Z3_fpa_get_ebits(Context.Context, Sort) +
132             Z3_fpa_get_sbits(Context.Context, Sort);
133    }
134  
equal_to(SMTSort const & Other) const135    bool equal_to(SMTSort const &Other) const override {
136      return Z3_is_eq_sort(Context.Context, Sort,
137                           static_cast<const Z3Sort &>(Other).Sort);
138    }
139  
print(raw_ostream & OS) const140    void print(raw_ostream &OS) const override {
141      OS << Z3_sort_to_string(Context.Context, Sort);
142    }
143  }; // end class Z3Sort
144  
toZ3Sort(const SMTSort & S)145  static const Z3Sort &toZ3Sort(const SMTSort &S) {
146    return static_cast<const Z3Sort &>(S);
147  }
148  
149  class Z3Expr : public SMTExpr {
150    friend class Z3Solver;
151  
152    Z3Context &Context;
153  
154    Z3_ast AST;
155  
156  public:
Z3Expr(Z3Context & C,Z3_ast ZA)157    Z3Expr(Z3Context &C, Z3_ast ZA) : SMTExpr(), Context(C), AST(ZA) {
158      Z3_inc_ref(Context.Context, AST);
159    }
160  
161    /// Override implicit copy constructor for correct reference counting.
Z3Expr(const Z3Expr & Copy)162    Z3Expr(const Z3Expr &Copy) : SMTExpr(), Context(Copy.Context), AST(Copy.AST) {
163      Z3_inc_ref(Context.Context, AST);
164    }
165  
166    /// Override implicit copy assignment constructor for correct reference
167    /// counting.
operator =(const Z3Expr & Other)168    Z3Expr &operator=(const Z3Expr &Other) {
169      Z3_inc_ref(Context.Context, Other.AST);
170      Z3_dec_ref(Context.Context, AST);
171      AST = Other.AST;
172      return *this;
173    }
174  
175    Z3Expr(Z3Expr &&Other) = delete;
176    Z3Expr &operator=(Z3Expr &&Other) = delete;
177  
~Z3Expr()178    ~Z3Expr() {
179      if (AST)
180        Z3_dec_ref(Context.Context, AST);
181    }
182  
Profile(llvm::FoldingSetNodeID & ID) const183    void Profile(llvm::FoldingSetNodeID &ID) const override {
184      ID.AddInteger(Z3_get_ast_id(Context.Context, AST));
185    }
186  
187    /// Comparison of AST equality, not model equivalence.
equal_to(SMTExpr const & Other) const188    bool equal_to(SMTExpr const &Other) const override {
189      assert(Z3_is_eq_sort(Context.Context, Z3_get_sort(Context.Context, AST),
190                           Z3_get_sort(Context.Context,
191                                       static_cast<const Z3Expr &>(Other).AST)) &&
192             "AST's must have the same sort");
193      return Z3_is_eq_ast(Context.Context, AST,
194                          static_cast<const Z3Expr &>(Other).AST);
195    }
196  
print(raw_ostream & OS) const197    void print(raw_ostream &OS) const override {
198      OS << Z3_ast_to_string(Context.Context, AST);
199    }
200  }; // end class Z3Expr
201  
toZ3Expr(const SMTExpr & E)202  static const Z3Expr &toZ3Expr(const SMTExpr &E) {
203    return static_cast<const Z3Expr &>(E);
204  }
205  
206  class Z3Model {
207    friend class Z3Solver;
208  
209    Z3Context &Context;
210  
211    Z3_model Model;
212  
213  public:
Z3Model(Z3Context & C,Z3_model ZM)214    Z3Model(Z3Context &C, Z3_model ZM) : Context(C), Model(ZM) {
215      Z3_model_inc_ref(Context.Context, Model);
216    }
217  
218    Z3Model(const Z3Model &Other) = delete;
219    Z3Model(Z3Model &&Other) = delete;
220    Z3Model &operator=(Z3Model &Other) = delete;
221    Z3Model &operator=(Z3Model &&Other) = delete;
222  
~Z3Model()223    ~Z3Model() {
224      if (Model)
225        Z3_model_dec_ref(Context.Context, Model);
226    }
227  
print(raw_ostream & OS) const228    void print(raw_ostream &OS) const {
229      OS << Z3_model_to_string(Context.Context, Model);
230    }
231  
dump() const232    LLVM_DUMP_METHOD void dump() const { print(llvm::errs()); }
233  }; // end class Z3Model
234  
235  /// Get the corresponding IEEE floating-point type for a given bitwidth.
getFloatSemantics(unsigned BitWidth)236  static const llvm::fltSemantics &getFloatSemantics(unsigned BitWidth) {
237    switch (BitWidth) {
238    default:
239      llvm_unreachable("Unsupported floating-point semantics!");
240      break;
241    case 16:
242      return llvm::APFloat::IEEEhalf();
243    case 32:
244      return llvm::APFloat::IEEEsingle();
245    case 64:
246      return llvm::APFloat::IEEEdouble();
247    case 128:
248      return llvm::APFloat::IEEEquad();
249    }
250  }
251  
252  // Determine whether two float semantics are equivalent
areEquivalent(const llvm::fltSemantics & LHS,const llvm::fltSemantics & RHS)253  static bool areEquivalent(const llvm::fltSemantics &LHS,
254                            const llvm::fltSemantics &RHS) {
255    return (llvm::APFloat::semanticsPrecision(LHS) ==
256            llvm::APFloat::semanticsPrecision(RHS)) &&
257           (llvm::APFloat::semanticsMinExponent(LHS) ==
258            llvm::APFloat::semanticsMinExponent(RHS)) &&
259           (llvm::APFloat::semanticsMaxExponent(LHS) ==
260            llvm::APFloat::semanticsMaxExponent(RHS)) &&
261           (llvm::APFloat::semanticsSizeInBits(LHS) ==
262            llvm::APFloat::semanticsSizeInBits(RHS));
263  }
264  
265  class Z3Solver : public SMTSolver {
266    friend class Z3ConstraintManager;
267  
268    Z3Context Context;
269  
__anona2cc94240202null270    Z3_solver Solver = [this] {
271      Z3_solver S = Z3_mk_simple_solver(Context.Context);
272      Z3_solver_inc_ref(Context.Context, S);
273      return S;
274    }();
275  
__anona2cc94240302null276    Z3_params Params = [this] {
277      Z3_params P = Z3_mk_params(Context.Context);
278      Z3_params_inc_ref(Context.Context, P);
279      return P;
280    }();
281  
282    // Cache Sorts
283    std::set<Z3Sort> CachedSorts;
284  
285    // Cache Exprs
286    std::set<Z3Expr> CachedExprs;
287  
288  public:
289    Z3Solver() = default;
290    Z3Solver(const Z3Solver &Other) = delete;
291    Z3Solver(Z3Solver &&Other) = delete;
292    Z3Solver &operator=(Z3Solver &Other) = delete;
293    Z3Solver &operator=(Z3Solver &&Other) = delete;
294  
~Z3Solver()295    ~Z3Solver() override {
296      Z3_params_dec_ref(Context.Context, Params);
297      Z3_solver_dec_ref(Context.Context, Solver);
298    }
299  
addConstraint(const SMTExprRef & Exp) const300    void addConstraint(const SMTExprRef &Exp) const override {
301      Z3_solver_assert(Context.Context, Solver, toZ3Expr(*Exp).AST);
302    }
303  
304    // Given an SMTSort, adds/retrives it from the cache and returns
305    // an SMTSortRef to the SMTSort in the cache
newSortRef(const SMTSort & Sort)306    SMTSortRef newSortRef(const SMTSort &Sort) {
307      auto It = CachedSorts.insert(toZ3Sort(Sort));
308      return &(*It.first);
309    }
310  
311    // Given an SMTExpr, adds/retrives it from the cache and returns
312    // an SMTExprRef to the SMTExpr in the cache
newExprRef(const SMTExpr & Exp)313    SMTExprRef newExprRef(const SMTExpr &Exp) {
314      auto It = CachedExprs.insert(toZ3Expr(Exp));
315      return &(*It.first);
316    }
317  
getBoolSort()318    SMTSortRef getBoolSort() override {
319      return newSortRef(Z3Sort(Context, Z3_mk_bool_sort(Context.Context)));
320    }
321  
getBitvectorSort(unsigned BitWidth)322    SMTSortRef getBitvectorSort(unsigned BitWidth) override {
323      return newSortRef(
324          Z3Sort(Context, Z3_mk_bv_sort(Context.Context, BitWidth)));
325    }
326  
getSort(const SMTExprRef & Exp)327    SMTSortRef getSort(const SMTExprRef &Exp) override {
328      return newSortRef(
329          Z3Sort(Context, Z3_get_sort(Context.Context, toZ3Expr(*Exp).AST)));
330    }
331  
getFloat16Sort()332    SMTSortRef getFloat16Sort() override {
333      return newSortRef(Z3Sort(Context, Z3_mk_fpa_sort_16(Context.Context)));
334    }
335  
getFloat32Sort()336    SMTSortRef getFloat32Sort() override {
337      return newSortRef(Z3Sort(Context, Z3_mk_fpa_sort_32(Context.Context)));
338    }
339  
getFloat64Sort()340    SMTSortRef getFloat64Sort() override {
341      return newSortRef(Z3Sort(Context, Z3_mk_fpa_sort_64(Context.Context)));
342    }
343  
getFloat128Sort()344    SMTSortRef getFloat128Sort() override {
345      return newSortRef(Z3Sort(Context, Z3_mk_fpa_sort_128(Context.Context)));
346    }
347  
mkBVNeg(const SMTExprRef & Exp)348    SMTExprRef mkBVNeg(const SMTExprRef &Exp) override {
349      return newExprRef(
350          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvneg(Context.Context, toZ3Expr(*Exp).AST)));
351    }
352  
mkBVNot(const SMTExprRef & Exp)353    SMTExprRef mkBVNot(const SMTExprRef &Exp) override {
354      return newExprRef(
355          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvnot(Context.Context, toZ3Expr(*Exp).AST)));
356    }
357  
mkNot(const SMTExprRef & Exp)358    SMTExprRef mkNot(const SMTExprRef &Exp) override {
359      return newExprRef(
360          Z3Expr(Context, Z3_mk_not(Context.Context, toZ3Expr(*Exp).AST)));
361    }
362  
mkBVAdd(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)363    SMTExprRef mkBVAdd(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
364      return newExprRef(
365          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvadd(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
366                                      toZ3Expr(*RHS).AST)));
367    }
368  
mkBVSub(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)369    SMTExprRef mkBVSub(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
370      return newExprRef(
371          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvsub(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
372                                      toZ3Expr(*RHS).AST)));
373    }
374  
mkBVMul(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)375    SMTExprRef mkBVMul(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
376      return newExprRef(
377          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvmul(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
378                                      toZ3Expr(*RHS).AST)));
379    }
380  
mkBVSRem(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)381    SMTExprRef mkBVSRem(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
382      return newExprRef(
383          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvsrem(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
384                                       toZ3Expr(*RHS).AST)));
385    }
386  
mkBVURem(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)387    SMTExprRef mkBVURem(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
388      return newExprRef(
389          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvurem(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
390                                       toZ3Expr(*RHS).AST)));
391    }
392  
mkBVSDiv(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)393    SMTExprRef mkBVSDiv(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
394      return newExprRef(
395          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvsdiv(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
396                                       toZ3Expr(*RHS).AST)));
397    }
398  
mkBVUDiv(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)399    SMTExprRef mkBVUDiv(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
400      return newExprRef(
401          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvudiv(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
402                                       toZ3Expr(*RHS).AST)));
403    }
404  
mkBVShl(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)405    SMTExprRef mkBVShl(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
406      return newExprRef(
407          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvshl(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
408                                      toZ3Expr(*RHS).AST)));
409    }
410  
mkBVAshr(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)411    SMTExprRef mkBVAshr(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
412      return newExprRef(
413          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvashr(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
414                                       toZ3Expr(*RHS).AST)));
415    }
416  
mkBVLshr(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)417    SMTExprRef mkBVLshr(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
418      return newExprRef(
419          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvlshr(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
420                                       toZ3Expr(*RHS).AST)));
421    }
422  
mkBVXor(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)423    SMTExprRef mkBVXor(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
424      return newExprRef(
425          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvxor(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
426                                      toZ3Expr(*RHS).AST)));
427    }
428  
mkBVOr(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)429    SMTExprRef mkBVOr(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
430      return newExprRef(
431          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvor(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
432                                     toZ3Expr(*RHS).AST)));
433    }
434  
mkBVAnd(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)435    SMTExprRef mkBVAnd(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
436      return newExprRef(
437          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvand(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
438                                      toZ3Expr(*RHS).AST)));
439    }
440  
mkBVUlt(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)441    SMTExprRef mkBVUlt(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
442      return newExprRef(
443          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvult(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
444                                      toZ3Expr(*RHS).AST)));
445    }
446  
mkBVSlt(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)447    SMTExprRef mkBVSlt(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
448      return newExprRef(
449          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvslt(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
450                                      toZ3Expr(*RHS).AST)));
451    }
452  
mkBVUgt(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)453    SMTExprRef mkBVUgt(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
454      return newExprRef(
455          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvugt(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
456                                      toZ3Expr(*RHS).AST)));
457    }
458  
mkBVSgt(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)459    SMTExprRef mkBVSgt(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
460      return newExprRef(
461          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvsgt(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
462                                      toZ3Expr(*RHS).AST)));
463    }
464  
mkBVUle(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)465    SMTExprRef mkBVUle(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
466      return newExprRef(
467          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvule(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
468                                      toZ3Expr(*RHS).AST)));
469    }
470  
mkBVSle(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)471    SMTExprRef mkBVSle(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
472      return newExprRef(
473          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvsle(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
474                                      toZ3Expr(*RHS).AST)));
475    }
476  
mkBVUge(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)477    SMTExprRef mkBVUge(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
478      return newExprRef(
479          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvuge(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
480                                      toZ3Expr(*RHS).AST)));
481    }
482  
mkBVSge(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)483    SMTExprRef mkBVSge(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
484      return newExprRef(
485          Z3Expr(Context, Z3_mk_bvsge(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
486                                      toZ3Expr(*RHS).AST)));
487    }
488  
mkAnd(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)489    SMTExprRef mkAnd(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
490      Z3_ast Args[2] = {toZ3Expr(*LHS).AST, toZ3Expr(*RHS).AST};
491      return newExprRef(Z3Expr(Context, Z3_mk_and(Context.Context, 2, Args)));
492    }
493  
mkOr(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)494    SMTExprRef mkOr(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
495      Z3_ast Args[2] = {toZ3Expr(*LHS).AST, toZ3Expr(*RHS).AST};
496      return newExprRef(Z3Expr(Context, Z3_mk_or(Context.Context, 2, Args)));
497    }
498  
mkEqual(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)499    SMTExprRef mkEqual(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
500      return newExprRef(
501          Z3Expr(Context, Z3_mk_eq(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
502                                   toZ3Expr(*RHS).AST)));
503    }
504  
mkFPNeg(const SMTExprRef & Exp)505    SMTExprRef mkFPNeg(const SMTExprRef &Exp) override {
506      return newExprRef(
507          Z3Expr(Context, Z3_mk_fpa_neg(Context.Context, toZ3Expr(*Exp).AST)));
508    }
509  
mkFPIsInfinite(const SMTExprRef & Exp)510    SMTExprRef mkFPIsInfinite(const SMTExprRef &Exp) override {
511      return newExprRef(Z3Expr(
512          Context, Z3_mk_fpa_is_infinite(Context.Context, toZ3Expr(*Exp).AST)));
513    }
514  
mkFPIsNaN(const SMTExprRef & Exp)515    SMTExprRef mkFPIsNaN(const SMTExprRef &Exp) override {
516      return newExprRef(
517          Z3Expr(Context, Z3_mk_fpa_is_nan(Context.Context, toZ3Expr(*Exp).AST)));
518    }
519  
mkFPIsNormal(const SMTExprRef & Exp)520    SMTExprRef mkFPIsNormal(const SMTExprRef &Exp) override {
521      return newExprRef(Z3Expr(
522          Context, Z3_mk_fpa_is_normal(Context.Context, toZ3Expr(*Exp).AST)));
523    }
524  
mkFPIsZero(const SMTExprRef & Exp)525    SMTExprRef mkFPIsZero(const SMTExprRef &Exp) override {
526      return newExprRef(Z3Expr(
527          Context, Z3_mk_fpa_is_zero(Context.Context, toZ3Expr(*Exp).AST)));
528    }
529  
mkFPMul(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)530    SMTExprRef mkFPMul(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
531      SMTExprRef RoundingMode = getFloatRoundingMode();
532      return newExprRef(
533          Z3Expr(Context,
534                 Z3_mk_fpa_mul(Context.Context, toZ3Expr(*RoundingMode).AST,
535                               toZ3Expr(*LHS).AST, toZ3Expr(*RHS).AST)));
536    }
537  
mkFPDiv(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)538    SMTExprRef mkFPDiv(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
539      SMTExprRef RoundingMode = getFloatRoundingMode();
540      return newExprRef(
541          Z3Expr(Context,
542                 Z3_mk_fpa_div(Context.Context, toZ3Expr(*RoundingMode).AST,
543                               toZ3Expr(*LHS).AST, toZ3Expr(*RHS).AST)));
544    }
545  
mkFPRem(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)546    SMTExprRef mkFPRem(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
547      return newExprRef(
548          Z3Expr(Context, Z3_mk_fpa_rem(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
549                                        toZ3Expr(*RHS).AST)));
550    }
551  
mkFPAdd(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)552    SMTExprRef mkFPAdd(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
553      SMTExprRef RoundingMode = getFloatRoundingMode();
554      return newExprRef(
555          Z3Expr(Context,
556                 Z3_mk_fpa_add(Context.Context, toZ3Expr(*RoundingMode).AST,
557                               toZ3Expr(*LHS).AST, toZ3Expr(*RHS).AST)));
558    }
559  
mkFPSub(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)560    SMTExprRef mkFPSub(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
561      SMTExprRef RoundingMode = getFloatRoundingMode();
562      return newExprRef(
563          Z3Expr(Context,
564                 Z3_mk_fpa_sub(Context.Context, toZ3Expr(*RoundingMode).AST,
565                               toZ3Expr(*LHS).AST, toZ3Expr(*RHS).AST)));
566    }
567  
mkFPLt(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)568    SMTExprRef mkFPLt(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
569      return newExprRef(
570          Z3Expr(Context, Z3_mk_fpa_lt(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
571                                       toZ3Expr(*RHS).AST)));
572    }
573  
mkFPGt(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)574    SMTExprRef mkFPGt(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
575      return newExprRef(
576          Z3Expr(Context, Z3_mk_fpa_gt(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
577                                       toZ3Expr(*RHS).AST)));
578    }
579  
mkFPLe(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)580    SMTExprRef mkFPLe(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
581      return newExprRef(
582          Z3Expr(Context, Z3_mk_fpa_leq(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
583                                        toZ3Expr(*RHS).AST)));
584    }
585  
mkFPGe(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)586    SMTExprRef mkFPGe(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
587      return newExprRef(
588          Z3Expr(Context, Z3_mk_fpa_geq(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
589                                        toZ3Expr(*RHS).AST)));
590    }
591  
mkFPEqual(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)592    SMTExprRef mkFPEqual(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
593      return newExprRef(
594          Z3Expr(Context, Z3_mk_fpa_eq(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
595                                       toZ3Expr(*RHS).AST)));
596    }
597  
mkIte(const SMTExprRef & Cond,const SMTExprRef & T,const SMTExprRef & F)598    SMTExprRef mkIte(const SMTExprRef &Cond, const SMTExprRef &T,
599                     const SMTExprRef &F) override {
600      return newExprRef(
601          Z3Expr(Context, Z3_mk_ite(Context.Context, toZ3Expr(*Cond).AST,
602                                    toZ3Expr(*T).AST, toZ3Expr(*F).AST)));
603    }
604  
mkBVSignExt(unsigned i,const SMTExprRef & Exp)605    SMTExprRef mkBVSignExt(unsigned i, const SMTExprRef &Exp) override {
606      return newExprRef(Z3Expr(
607          Context, Z3_mk_sign_ext(Context.Context, i, toZ3Expr(*Exp).AST)));
608    }
609  
mkBVZeroExt(unsigned i,const SMTExprRef & Exp)610    SMTExprRef mkBVZeroExt(unsigned i, const SMTExprRef &Exp) override {
611      return newExprRef(Z3Expr(
612          Context, Z3_mk_zero_ext(Context.Context, i, toZ3Expr(*Exp).AST)));
613    }
614  
mkBVExtract(unsigned High,unsigned Low,const SMTExprRef & Exp)615    SMTExprRef mkBVExtract(unsigned High, unsigned Low,
616                           const SMTExprRef &Exp) override {
617      return newExprRef(Z3Expr(Context, Z3_mk_extract(Context.Context, High, Low,
618                                                      toZ3Expr(*Exp).AST)));
619    }
620  
621    /// Creates a predicate that checks for overflow in a bitvector addition
622    /// operation
mkBVAddNoOverflow(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS,bool isSigned)623    SMTExprRef mkBVAddNoOverflow(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS,
624                                 bool isSigned) override {
625      return newExprRef(Z3Expr(
626          Context, Z3_mk_bvadd_no_overflow(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
627                                           toZ3Expr(*RHS).AST, isSigned)));
628    }
629  
630    /// Creates a predicate that checks for underflow in a signed bitvector
631    /// addition operation
mkBVAddNoUnderflow(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)632    SMTExprRef mkBVAddNoUnderflow(const SMTExprRef &LHS,
633                                  const SMTExprRef &RHS) override {
634      return newExprRef(Z3Expr(
635          Context, Z3_mk_bvadd_no_underflow(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
636                                            toZ3Expr(*RHS).AST)));
637    }
638  
639    /// Creates a predicate that checks for overflow in a signed bitvector
640    /// subtraction operation
mkBVSubNoOverflow(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)641    SMTExprRef mkBVSubNoOverflow(const SMTExprRef &LHS,
642                                 const SMTExprRef &RHS) override {
643      return newExprRef(Z3Expr(
644          Context, Z3_mk_bvsub_no_overflow(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
645                                           toZ3Expr(*RHS).AST)));
646    }
647  
648    /// Creates a predicate that checks for underflow in a bitvector subtraction
649    /// operation
mkBVSubNoUnderflow(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS,bool isSigned)650    SMTExprRef mkBVSubNoUnderflow(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS,
651                                  bool isSigned) override {
652      return newExprRef(Z3Expr(
653          Context, Z3_mk_bvsub_no_underflow(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
654                                            toZ3Expr(*RHS).AST, isSigned)));
655    }
656  
657    /// Creates a predicate that checks for overflow in a signed bitvector
658    /// division/modulus operation
mkBVSDivNoOverflow(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)659    SMTExprRef mkBVSDivNoOverflow(const SMTExprRef &LHS,
660                                  const SMTExprRef &RHS) override {
661      return newExprRef(Z3Expr(
662          Context, Z3_mk_bvsdiv_no_overflow(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
663                                            toZ3Expr(*RHS).AST)));
664    }
665  
666    /// Creates a predicate that checks for overflow in a bitvector negation
667    /// operation
mkBVNegNoOverflow(const SMTExprRef & Exp)668    SMTExprRef mkBVNegNoOverflow(const SMTExprRef &Exp) override {
669      return newExprRef(Z3Expr(
670          Context, Z3_mk_bvneg_no_overflow(Context.Context, toZ3Expr(*Exp).AST)));
671    }
672  
673    /// Creates a predicate that checks for overflow in a bitvector multiplication
674    /// operation
mkBVMulNoOverflow(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS,bool isSigned)675    SMTExprRef mkBVMulNoOverflow(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS,
676                                 bool isSigned) override {
677      return newExprRef(Z3Expr(
678          Context, Z3_mk_bvmul_no_overflow(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
679                                           toZ3Expr(*RHS).AST, isSigned)));
680    }
681  
682    /// Creates a predicate that checks for underflow in a signed bitvector
683    /// multiplication operation
mkBVMulNoUnderflow(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)684    SMTExprRef mkBVMulNoUnderflow(const SMTExprRef &LHS,
685                                  const SMTExprRef &RHS) override {
686      return newExprRef(Z3Expr(
687          Context, Z3_mk_bvmul_no_underflow(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
688                                            toZ3Expr(*RHS).AST)));
689    }
690  
mkBVConcat(const SMTExprRef & LHS,const SMTExprRef & RHS)691    SMTExprRef mkBVConcat(const SMTExprRef &LHS, const SMTExprRef &RHS) override {
692      return newExprRef(
693          Z3Expr(Context, Z3_mk_concat(Context.Context, toZ3Expr(*LHS).AST,
694                                       toZ3Expr(*RHS).AST)));
695    }
696  
mkFPtoFP(const SMTExprRef & From,const SMTSortRef & To)697    SMTExprRef mkFPtoFP(const SMTExprRef &From, const SMTSortRef &To) override {
698      SMTExprRef RoundingMode = getFloatRoundingMode();
699      return newExprRef(Z3Expr(
700          Context,
701          Z3_mk_fpa_to_fp_float(Context.Context, toZ3Expr(*RoundingMode).AST,
702                                toZ3Expr(*From).AST, toZ3Sort(*To).Sort)));
703    }
704  
mkSBVtoFP(const SMTExprRef & From,const SMTSortRef & To)705    SMTExprRef mkSBVtoFP(const SMTExprRef &From, const SMTSortRef &To) override {
706      SMTExprRef RoundingMode = getFloatRoundingMode();
707      return newExprRef(Z3Expr(
708          Context,
709          Z3_mk_fpa_to_fp_signed(Context.Context, toZ3Expr(*RoundingMode).AST,
710                                 toZ3Expr(*From).AST, toZ3Sort(*To).Sort)));
711    }
712  
mkUBVtoFP(const SMTExprRef & From,const SMTSortRef & To)713    SMTExprRef mkUBVtoFP(const SMTExprRef &From, const SMTSortRef &To) override {
714      SMTExprRef RoundingMode = getFloatRoundingMode();
715      return newExprRef(Z3Expr(
716          Context,
717          Z3_mk_fpa_to_fp_unsigned(Context.Context, toZ3Expr(*RoundingMode).AST,
718                                   toZ3Expr(*From).AST, toZ3Sort(*To).Sort)));
719    }
720  
mkFPtoSBV(const SMTExprRef & From,unsigned ToWidth)721    SMTExprRef mkFPtoSBV(const SMTExprRef &From, unsigned ToWidth) override {
722      SMTExprRef RoundingMode = getFloatRoundingMode();
723      return newExprRef(Z3Expr(
724          Context, Z3_mk_fpa_to_sbv(Context.Context, toZ3Expr(*RoundingMode).AST,
725                                    toZ3Expr(*From).AST, ToWidth)));
726    }
727  
mkFPtoUBV(const SMTExprRef & From,unsigned ToWidth)728    SMTExprRef mkFPtoUBV(const SMTExprRef &From, unsigned ToWidth) override {
729      SMTExprRef RoundingMode = getFloatRoundingMode();
730      return newExprRef(Z3Expr(
731          Context, Z3_mk_fpa_to_ubv(Context.Context, toZ3Expr(*RoundingMode).AST,
732                                    toZ3Expr(*From).AST, ToWidth)));
733    }
734  
mkBoolean(const bool b)735    SMTExprRef mkBoolean(const bool b) override {
736      return newExprRef(Z3Expr(Context, b ? Z3_mk_true(Context.Context)
737                                          : Z3_mk_false(Context.Context)));
738    }
739  
mkBitvector(const llvm::APSInt Int,unsigned BitWidth)740    SMTExprRef mkBitvector(const llvm::APSInt Int, unsigned BitWidth) override {
741      const Z3_sort Z3Sort = toZ3Sort(*getBitvectorSort(BitWidth)).Sort;
742  
743      // Slow path, when 64 bits are not enough.
744      if (LLVM_UNLIKELY(!Int.isRepresentableByInt64())) {
745        SmallString<40> Buffer;
746        Int.toString(Buffer, 10);
747        return newExprRef(Z3Expr(
748            Context, Z3_mk_numeral(Context.Context, Buffer.c_str(), Z3Sort)));
749      }
750  
751      const int64_t BitReprAsSigned = Int.getExtValue();
752      const uint64_t BitReprAsUnsigned =
753          reinterpret_cast<const uint64_t &>(BitReprAsSigned);
754  
755      Z3_ast Literal =
756          Int.isSigned()
757              ? Z3_mk_int64(Context.Context, BitReprAsSigned, Z3Sort)
758              : Z3_mk_unsigned_int64(Context.Context, BitReprAsUnsigned, Z3Sort);
759      return newExprRef(Z3Expr(Context, Literal));
760    }
761  
mkFloat(const llvm::APFloat Float)762    SMTExprRef mkFloat(const llvm::APFloat Float) override {
763      SMTSortRef Sort =
764          getFloatSort(llvm::APFloat::semanticsSizeInBits(Float.getSemantics()));
765  
766      llvm::APSInt Int = llvm::APSInt(Float.bitcastToAPInt(), false);
767      SMTExprRef Z3Int = mkBitvector(Int, Int.getBitWidth());
768      return newExprRef(Z3Expr(
769          Context, Z3_mk_fpa_to_fp_bv(Context.Context, toZ3Expr(*Z3Int).AST,
770                                      toZ3Sort(*Sort).Sort)));
771    }
772  
mkSymbol(const char * Name,SMTSortRef Sort)773    SMTExprRef mkSymbol(const char *Name, SMTSortRef Sort) override {
774      return newExprRef(
775          Z3Expr(Context, Z3_mk_const(Context.Context,
776                                      Z3_mk_string_symbol(Context.Context, Name),
777                                      toZ3Sort(*Sort).Sort)));
778    }
779  
getBitvector(const SMTExprRef & Exp,unsigned BitWidth,bool isUnsigned)780    llvm::APSInt getBitvector(const SMTExprRef &Exp, unsigned BitWidth,
781                              bool isUnsigned) override {
782      return llvm::APSInt(
783          llvm::APInt(BitWidth,
784                      Z3_get_numeral_string(Context.Context, toZ3Expr(*Exp).AST),
785                      10),
786          isUnsigned);
787    }
788  
getBoolean(const SMTExprRef & Exp)789    bool getBoolean(const SMTExprRef &Exp) override {
790      return Z3_get_bool_value(Context.Context, toZ3Expr(*Exp).AST) == Z3_L_TRUE;
791    }
792  
getFloatRoundingMode()793    SMTExprRef getFloatRoundingMode() override {
794      // TODO: Don't assume nearest ties to even rounding mode
795      return newExprRef(Z3Expr(Context, Z3_mk_fpa_rne(Context.Context)));
796    }
797  
toAPFloat(const SMTSortRef & Sort,const SMTExprRef & AST,llvm::APFloat & Float,bool useSemantics)798    bool toAPFloat(const SMTSortRef &Sort, const SMTExprRef &AST,
799                   llvm::APFloat &Float, bool useSemantics) {
800      assert(Sort->isFloatSort() && "Unsupported sort to floating-point!");
801  
802      llvm::APSInt Int(Sort->getFloatSortSize(), true);
803      const llvm::fltSemantics &Semantics =
804          getFloatSemantics(Sort->getFloatSortSize());
805      SMTSortRef BVSort = getBitvectorSort(Sort->getFloatSortSize());
806      if (!toAPSInt(BVSort, AST, Int, true)) {
807        return false;
808      }
809  
810      if (useSemantics && !areEquivalent(Float.getSemantics(), Semantics)) {
811        assert(false && "Floating-point types don't match!");
812        return false;
813      }
814  
815      Float = llvm::APFloat(Semantics, Int);
816      return true;
817    }
818  
toAPSInt(const SMTSortRef & Sort,const SMTExprRef & AST,llvm::APSInt & Int,bool useSemantics)819    bool toAPSInt(const SMTSortRef &Sort, const SMTExprRef &AST,
820                  llvm::APSInt &Int, bool useSemantics) {
821      if (Sort->isBitvectorSort()) {
822        if (useSemantics && Int.getBitWidth() != Sort->getBitvectorSortSize()) {
823          assert(false && "Bitvector types don't match!");
824          return false;
825        }
826  
827        // FIXME: This function is also used to retrieve floating-point values,
828        // which can be 16, 32, 64 or 128 bits long. Bitvectors can be anything
829        // between 1 and 64 bits long, which is the reason we have this weird
830        // guard. In the future, we need proper calls in the backend to retrieve
831        // floating-points and its special values (NaN, +/-infinity, +/-zero),
832        // then we can drop this weird condition.
833        if (Sort->getBitvectorSortSize() <= 64 ||
834            Sort->getBitvectorSortSize() == 128) {
835          Int = getBitvector(AST, Int.getBitWidth(), Int.isUnsigned());
836          return true;
837        }
838  
839        assert(false && "Bitwidth not supported!");
840        return false;
841      }
842  
843      if (Sort->isBooleanSort()) {
844        if (useSemantics && Int.getBitWidth() < 1) {
845          assert(false && "Boolean type doesn't match!");
846          return false;
847        }
848  
849        Int = llvm::APSInt(llvm::APInt(Int.getBitWidth(), getBoolean(AST)),
850                           Int.isUnsigned());
851        return true;
852      }
853  
854      llvm_unreachable("Unsupported sort to integer!");
855    }
856  
getInterpretation(const SMTExprRef & Exp,llvm::APSInt & Int)857    bool getInterpretation(const SMTExprRef &Exp, llvm::APSInt &Int) override {
858      Z3Model Model(Context, Z3_solver_get_model(Context.Context, Solver));
859      Z3_func_decl Func = Z3_get_app_decl(
860          Context.Context, Z3_to_app(Context.Context, toZ3Expr(*Exp).AST));
861      if (Z3_model_has_interp(Context.Context, Model.Model, Func) != Z3_L_TRUE)
862        return false;
863  
864      SMTExprRef Assign = newExprRef(
865          Z3Expr(Context,
866                 Z3_model_get_const_interp(Context.Context, Model.Model, Func)));
867      SMTSortRef Sort = getSort(Assign);
868      return toAPSInt(Sort, Assign, Int, true);
869    }
870  
getInterpretation(const SMTExprRef & Exp,llvm::APFloat & Float)871    bool getInterpretation(const SMTExprRef &Exp, llvm::APFloat &Float) override {
872      Z3Model Model(Context, Z3_solver_get_model(Context.Context, Solver));
873      Z3_func_decl Func = Z3_get_app_decl(
874          Context.Context, Z3_to_app(Context.Context, toZ3Expr(*Exp).AST));
875      if (Z3_model_has_interp(Context.Context, Model.Model, Func) != Z3_L_TRUE)
876        return false;
877  
878      SMTExprRef Assign = newExprRef(
879          Z3Expr(Context,
880                 Z3_model_get_const_interp(Context.Context, Model.Model, Func)));
881      SMTSortRef Sort = getSort(Assign);
882      return toAPFloat(Sort, Assign, Float, true);
883    }
884  
check() const885    std::optional<bool> check() const override {
886      Z3_solver_set_params(Context.Context, Solver, Params);
887      Z3_lbool res = Z3_solver_check(Context.Context, Solver);
888      if (res == Z3_L_TRUE)
889        return true;
890  
891      if (res == Z3_L_FALSE)
892        return false;
893  
894      return std::nullopt;
895    }
896  
push()897    void push() override { return Z3_solver_push(Context.Context, Solver); }
898  
pop(unsigned NumStates=1)899    void pop(unsigned NumStates = 1) override {
900      assert(Z3_solver_get_num_scopes(Context.Context, Solver) >= NumStates);
901      return Z3_solver_pop(Context.Context, Solver, NumStates);
902    }
903  
isFPSupported()904    bool isFPSupported() override { return true; }
905  
906    /// Reset the solver and remove all constraints.
reset()907    void reset() override { Z3_solver_reset(Context.Context, Solver); }
908  
print(raw_ostream & OS) const909    void print(raw_ostream &OS) const override {
910      OS << Z3_solver_to_string(Context.Context, Solver);
911    }
912  
setUnsignedParam(StringRef Key,unsigned Value)913    void setUnsignedParam(StringRef Key, unsigned Value) override {
914      Z3_symbol Sym = Z3_mk_string_symbol(Context.Context, Key.str().c_str());
915      Z3_params_set_uint(Context.Context, Params, Sym, Value);
916    }
917  
setBoolParam(StringRef Key,bool Value)918    void setBoolParam(StringRef Key, bool Value) override {
919      Z3_symbol Sym = Z3_mk_string_symbol(Context.Context, Key.str().c_str());
920      Z3_params_set_bool(Context.Context, Params, Sym, Value);
921    }
922  
923    std::unique_ptr<SMTSolverStatistics> getStatistics() const override;
924  }; // end class Z3Solver
925  
926  class Z3Statistics final : public SMTSolverStatistics {
927  public:
getDouble(StringRef Key) const928    double getDouble(StringRef Key) const override {
929      auto It = DoubleValues.find(Key.str());
930      assert(It != DoubleValues.end());
931      return It->second;
932    };
getUnsigned(StringRef Key) const933    unsigned getUnsigned(StringRef Key) const override {
934      auto It = UnsignedValues.find(Key.str());
935      assert(It != UnsignedValues.end());
936      return It->second;
937    };
938  
print(raw_ostream & OS) const939    void print(raw_ostream &OS) const override {
940      for (auto const &[K, V] : UnsignedValues) {
941        OS << K << ": " << V << '\n';
942      }
943      for (auto const &[K, V] : DoubleValues) {
944        write_double(OS << K << ": ", V, FloatStyle::Fixed);
945        OS << '\n';
946      }
947    }
948  
949  private:
950    friend class Z3Solver;
951    std::unordered_map<std::string, unsigned> UnsignedValues;
952    std::unordered_map<std::string, double> DoubleValues;
953  };
954  
getStatistics() const955  std::unique_ptr<SMTSolverStatistics> Z3Solver::getStatistics() const {
956    auto const &C = Context.Context;
957    Z3_stats S = Z3_solver_get_statistics(C, Solver);
958    Z3_stats_inc_ref(C, S);
959    auto StatsGuard = llvm::make_scope_exit([&C, &S] { Z3_stats_dec_ref(C, S); });
960    Z3Statistics Result;
961  
962    unsigned NumKeys = Z3_stats_size(C, S);
963    for (unsigned Idx = 0; Idx < NumKeys; ++Idx) {
964      const char *Key = Z3_stats_get_key(C, S, Idx);
965      if (Z3_stats_is_uint(C, S, Idx)) {
966        auto Value = Z3_stats_get_uint_value(C, S, Idx);
967        Result.UnsignedValues.try_emplace(Key, Value);
968      } else {
969        assert(Z3_stats_is_double(C, S, Idx));
970        auto Value = Z3_stats_get_double_value(C, S, Idx);
971        Result.DoubleValues.try_emplace(Key, Value);
972      }
973    }
974    return std::make_unique<Z3Statistics>(std::move(Result));
975  }
976  
977  } // end anonymous namespace
978  
979  #endif
980  
CreateZ3Solver()981  llvm::SMTSolverRef llvm::CreateZ3Solver() {
982  #if LLVM_WITH_Z3
983    return std::make_unique<Z3Solver>();
984  #else
985    llvm::report_fatal_error("LLVM was not compiled with Z3 support, rebuild "
986                             "with -DLLVM_ENABLE_Z3_SOLVER=ON",
987                             false);
988    return nullptr;
989  #endif
990  }
991  
dump() const992  LLVM_DUMP_METHOD void SMTSort::dump() const { print(llvm::errs()); }
dump() const993  LLVM_DUMP_METHOD void SMTExpr::dump() const { print(llvm::errs()); }
dump() const994  LLVM_DUMP_METHOD void SMTSolver::dump() const { print(llvm::errs()); }
dump() const995  LLVM_DUMP_METHOD void SMTSolverStatistics::dump() const { print(llvm::errs()); }
996