C分析工具中程序切片和變換的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異，軟件在我們的生活中扮演著水和電的重要角色。C語言作為一門廣泛應(yīng)用的語言，已有40多年的歷史，它在系統(tǒng)軟件如操作系統(tǒng)、編譯器、數(shù)據(jù)庫等領(lǐng)域中仍然具著強(qiáng)勁的優(yōu)勢(shì)，在保持底層運(yùn)行效率的同時(shí)，它也給程序員帶來一些負(fù)擔(dān)，程序員需要關(guān)注內(nèi)存泄露、空指針和懸空指針解引用、緩沖區(qū)溢出等問題。
　　目前提高軟件可靠性和安全性的方法主要有程序驗(yàn)證、動(dòng)態(tài)測(cè)試和靜態(tài)分析。程序驗(yàn)證目前還未實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化證明，動(dòng)態(tài)測(cè)試的精確性

2、和覆蓋率受到測(cè)試集的很大影響，且運(yùn)行時(shí)的檢查成本和風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高，靜態(tài)分析則是比較精確和經(jīng)濟(jì)的手段。在靜態(tài)分析領(lǐng)域中，符號(hào)執(zhí)行被廣泛用于測(cè)試?yán)淖詣?dòng)生成，它的主要思想是對(duì)代碼中變量的取值進(jìn)行符號(hào)化，模擬執(zhí)行程序中所有可能的路徑，因此隨著程序中的控制結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，所需執(zhí)行的狀態(tài)數(shù)目將急劇增加，嚴(yán)重影響分析工具的伸縮性。針對(duì)狀態(tài)爆炸問題，本文提出了兩種在符號(hào)執(zhí)行的不同階段的優(yōu)化方法來緩解。
　　第一，使用針對(duì)缺陷的程序切片技術(shù)對(duì)被

3、測(cè)程序的中間表示做預(yù)處理。首先根據(jù)用戶關(guān)心的缺陷生成源程序的切片準(zhǔn)則，然后分析源代碼生成數(shù)據(jù)依賴圖和控制依賴圖，由兩者共同構(gòu)成程序依賴圖，再根據(jù)切片準(zhǔn)則做程序切片，將源程序規(guī)模縮小，最后將切片后的程序交給程序分析工具分析。
　　第二，在符號(hào)執(zhí)行引擎執(zhí)行過程中對(duì)無副作用的控制結(jié)構(gòu)做程序變換。在靜態(tài)分析工具執(zhí)行到某個(gè)函數(shù)時(shí)，先分析該函數(shù)的所有控制結(jié)構(gòu)，如果某控制結(jié)構(gòu)對(duì)程序的后續(xù)執(zhí)行沒有影響，則將該控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為了不影響分析精度，將工