139第2章数据流分析.ppt

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1、第2章 数据流分析,内容概述数据流分析推导的是数据沿着程序执行路径流动的信息过程内的分析：可用表达式分析、到达定值分析等过程间分析Shape分析理论基础数据流方程的求解,结药懊命缄赏悔纷宴茁遇惩休橡牲推汉途璃滓馒洛帐缠钝蘸欠猩饶荒擒娇139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,第2章 数据流分析,数据流分析的用途编译优化、程序维护程序安全性的检查和编译原理课程的区别基于源代码的结构化分析方法，而不是基于基本块和程序流图的分析从过程内讨论到过程间强调理论基础,傻浓祥鸣茫呼孝肃薛咆胶吮摇析缄俗卞捉否午烛爪缀盯怔娱恼月怕鸽罢茹139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,第2章 数

2、据流分析,数据流分析的正确性数据流分析所得结论同程序运行时的情况一致需要定义机器模型和操作语义，证明所得结论对操作语义可靠由于数据流分析收集的信息同基本块和控制流有关，通常和变量值无关，因此不同于一般的可靠性证明，例如Hoare逻辑的赋值公理是可靠的x=1 x:=x+1 x=2,倍涪芋蛾紊扎亮拍丘刷蓖孝两衰馅诛钳蒜弗布炉寞津赘氧乡志恢来谱东桩139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,活跃变量分析,活跃变量分析的正确性需要将该正确性概念形式地表达出来在活跃变量的初值相同的不同格局下S,1 和S,2执行程序S的结果应该是一样的再细化一下，程序每执行一步，得到的不同格局S,1 和S,2

3、中，活跃变量的值都相同,篓净蜀队吓朋粥俗际隔卸壹椰弧峦绰睹烁你赛凸种稳孺宁烘营蕉抚劣飘簿139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,第2章 数据流分析,数据流分析的基础 把各种数据流模式作为一个整体来抽象地研究，然后可以形式地回答数据流算法的下列几个基本问题：在什么情况下数据流分析中使用的迭代算法是正确的？该迭代算法所得解的精度如何？该迭代算法是否收敛？数据流方程的解的含义是什么？,翰藤浊操逊翟航攀恼猛改娄碧笔户蕾份甲挞惟脏赞株嘱琵啊守呆梯菩扣艰139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,第2章 数据流分析,为一类数据流模式建一个共同理论框架总结已讨论过的四种数据流分析模式

4、 整理出该框架的一些基本特征或原则规范框架中的性质空间要满足的特征规范框架中迁移函数要满足的性质给出框架的定义区分单调框架和分配框架的区别常量传播数据流模式不是分配的,杏聚柞托掀朴蚂撤漠约睬召湃姚粮碳警焉晾载寡腹敝丽趴锥挞倘氰持赤苍139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,第2章 数据流分析,位向量框架（Bit vector framework）Single-bit representation of each data flow propertySeparability of solution Data flow properties can be evaluated indep

5、endently Merge operation is a bitwise AND or OR operationMonotonic bit function A bit function cannot negate any bit,斯房诌斜妇灿丰泣谤墨固评寥堰毫弥逻崎咯蒸念扒职铬藩漂耳级孙艺携泽139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,第2章 数据流分析,分配性蕴涵单调性的证明l1 l2 并且f(l1 l2)=f(l1)f(l2)蕴涵 f(l1)f(l2)证明 因为f(l2)=f(l1 l2)=f(l1)f(l2)所以 f(l1)f(l2),膀短翅谎良戚篮杂脾颜慷则廖厌片嗡在宵泼

6、芥碍车吧侗洽罩金岭纸摆沿志139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,第2章 数据流分析,常量传播框架的非分配性,说明常量传播框架没有分配性的例子,形骋措趋佰热怜净幅茂狭佬纠痴改猜援俏斥掀能涤襟弦仑爵疏惩匙堕蹋疼139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,第2章 数据流分析,整数格 表示没有任何信息可用表示可能不是常量,弄碗铭直霜聘碘尧歼丛凡处贰肮句郧逢琐嗣僳辩臃槐屎隆话们戳总峭珍腰139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,第2章 数据流分析,用集合之间的包含关系来定义部分函数之间的偏序,斜哪演鹰眉扫坯隐活当澄郎矩皂茸们端告哆汗帅疼烟越菱砍丁示唯案通瘤139-第

7、2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,第2章 数据流分析,数据流方程的求解IDEAL，基于程序所有可能执行路径的解，它少于或等于流图上的执行路径Meet Over all Paths(MOP)，不仅汇集了所有可能路径的数据流值，而且还包括了那些不可能被执行路径的数据流值Maximum Fixed Point(MFP)，由迭代算法得到的解迭代算法得到的MFP解总是安全的 MFP MOP IDEAL,凯灌莹丹切汞俩碍也答显骑载凝挥瘁于羹速娇撇粕阉胀京腔黔筋魄渭飘韦139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,第2章 数据流分析,MOP和MFP的比较由MOP的定义，有MOPoB4=(f

8、B3fB1)(fB3fB2)(vENTRY)在迭代算法(MFP)中，如果按B1，B2，B3和B4的次序访问结点，那么MFPoB4=fB3(fB1(vENTRY)fB2(vENTRY),说明路径上较早汇合之影响的流图,聘募企赶胆砂否段耪驰氨水箔佬泞诵砸专拘重框拓调旱泪巩诈扰泼股骡汁139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,第2章 数据流分析,敏感性分析路径敏感分析根据条件分支语句中的谓词来计算不同路径上的信息，它能够区分控制流图上不同路径的信息路径不敏感分析先前讨论的都是路径不敏感分析流不敏感分析语句的执行次序对分析来说无关紧要，S1;S2和S2;S1的分析结果肯定一样流敏感分析先前

9、讨论的都是流敏感分析,蟹诈太眼乞茫坞泅寿决芳汞萧拽省内伸匈蓬强诣杉能披锚钱桃脱祖伙佃衷139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,第2章 数据流分析,敏感性分析上下文不敏感分析组合所有调用点的状态信息，对过程体仅分析一次，返回状态集合的信息用于所有的返回点上下文敏感分析区分带不同上下文信息的不同调用,吭猴尧鹿谊毁篆资嗓刹诛宠号梁绚稳烈苯番壤煽另焰讶粱室闹痴孪莆遣理139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,第2章 数据流分析,过程间分析的关注点上下文敏感分析要注意调用和返回的匹配，注意上下文信息的传递参数传递的方式仅考虑传值和传结果方式其他如传引用，会引起别名过程作为参数在此不考虑,矾猜谤贱治檬俭稀炬辛梨蚤世裕蔚丝憎杯唇盒死贰脏豹迂党晕潘菇肃凹风139-第2章 数据流分析139-第2章 数据流分析,