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第1章 源代码分析概要1

1.1基本概念1

1.1.1源代码1

1.1.2源代码分析1

1.1.3分析过程2

1.1.4源代码建模2

1.2语法与语义分析4

1.2.1语法分析4

1.2.2抽象语法树4

1.2.3符号表5

1.2.4语义分析7

1.3控制流分析8

1.3.1控制流图9

1.3.2支配图11

1.3.3依赖图12

1.4数据流分析13

1.5源代码分析常用方法15

1.6常用源代码分析技术17

1.6.1程序的抽象17

1.6.2区间运算18

1.6.3程序切片计算19

1.6.4路径计算20

1.6.5约束求解21

参考文献22

第2章 抽象解释24

2.1引言24

2.2基本概念26

2.2.1格与不动点理论26

2.2.2伽罗瓦连接34

2.2.3 Widening/Narrowing算子38

2.3程序分析与抽象解释40

2.3.1程序分析的不可判定性40

2.3.2程序语义及其不动点形式41

2.3.3抽象解释中的语义层次体系43

2.4抽象解释应用实例45

参考文献48

第3章 符号计算50

3.1简介50

3.2符号执行技术的基本原理50

3.3符号执行技术的形式化表达52

3.4符号执行实现方法55

3.4.1静态符号执行55

3.4.2动态符号执行56

3.4.3符号执行技术总结57

3.5符号执行工具简介58

3.5.1 SPF58

3.5.2 KLEE59

3.5.3 SAGE59

3.5.4 PEX60

参考文献60

第4章 区间运算技术63

4.1经典的区间代数63

4.1.1区间及区间运算63

4.1.2区间向量和区间函数64

4.2扩展的区间运算64

4.2.1数值型区间集代数64

4.2.2非数值型区间代数67

4.2.3条件表达式中的区间计算68

4.2.4基于区间运算的变量值范围分析74

4.3变量的相关性分析80

4.3.1变量间关联关系的分类80

4.3.2符号分析82

4.4区间运算在程序分析中的应用90

4.4.1检测矛盾节点90

4.4.2检测不可达路径93

4.4.3提高缺陷检测效率93

参考文献95

第5章 路径敏感分析97

5.1概述97

5.2路径不敏感分析方法97

5.2.1数据流分析97

5.2.2四种典型数据流问题99

5.2.3数据流分析的理论依据109

5.2.4数据流解的含义109

5.3路径敏感分析方法113

5.3.1缺陷模式状态机113

5.3.2不可达路径引入误报116

5.3.3路径信息抽象117

5.3.4检测算法118

参考文献120

第6章 抽象内存建模122

6.1传统的程序分析模型122

6.1.1二元模型122

6.1.2数组模型123

6.2抽象内存模型124

6.2.1模型定义125

6.2.2模型的基本操作128

6.3语义模拟算法129

6.3.1通用操作符130

6.3.2指针130

6.3.3数组137

6.3.4结构体138

6.3.5字符串138

6.4基于抽象内存模型的测试用例生成142

参考文献144

第7章 上下文分析146

7.1问题分析146

7.1.1函数调用后影响上下文146

7.1.2函数调用前约束上下文148

7.1.3函数特征影响上下文149

7.2函数影响150

7.2.1函数影响描述150

7.2.2函数影响生成150

7.2.3函数影响应用152

7.2.4函数影响实验153

7.3函数约束154

7.3.1函数约束描述154

7.3.2函数约束生成157

7.3.3函数约束应用162

7.3.4函数约束实验163

7.4函数特征164

7.4.1函数特征描述164

7.4.2函数特征生成165

7.4.3函数特征实验166

参考文献168

第8章 程序切片169

8.1基本概念169

8.1.1程序切片的定义169

8.1.2程序切片标准171

8.2常见程序切片种类171

8.2.1静态切片172

8.2.2动态切片173

8.2.3后向切片174

8.2.4前向切片174

8.2.5准静态切片175

8.2.6同步切片176

8.2.7条件切片177

8.2.8无定型切片178

8.2.9混合切片179

8.2.10程序砍片179

8.3程序切片计算方法180

8.3.1过程内切片计算方法180

8.3.2过程间切片计算方法183

8.3.3面向对象的程序切片计算方法185

8.4程序切片的应用187

8.4.1软件质量保证187

8.4.2软件维护187

8.4.3软件度量188

参考文献188

第9章 路径计算192

9.1路径生成192

9.1.1不包含循环结构的路径生成192

9.1.2循环结构路径生成194

9.2路径可达性计算199

9.2.1基于矛盾片段模式的路径可达性计算199

9.2.2基于优化区间运算的路径可达性计算200

9.2.3基于等式系数矩阵的路径可达性计算208

9.2.4基于仿射运算的路径可达性计算210

参考文献210

第10章 约束求解212

10.1求解布尔约束满足问题212

10.1.1布尔约束满足问题212

10.1.2基础知识213

10.1.3算法214

10.1.4典型的SAT求解器和SMT求解器216

10.2求解有限约束满足问题219

10.2.1有限约束满足问题219

10.2.2回溯法220

10.2.3不完备算法-局部搜索法221

10.3求解混合约束满足问题225

10.3.1混合布尔约束满足问题225

10.3.2数值约束求解算法225

10.4基于约束求解的测试用例自动生成228

10.4.1常见的测试用例生成方法228

10.4.2基于抽象内存模型的分支限界法237

参考文献241

第11章 源代码分析应用244

11.1缺陷检测系统DTS244

11.1.1产品功能244

11.1.2产品特色245

11.1.3缺陷模式246

11.1.4技术架构247

11.1.5技术指标248

11.1.6使用步骤248

11.2代码测试系统CTS255

11.2.1系统功能255

11.2.2操作步骤257

11.3其他代码分析工具261

11.3.1 Emma262

11.3.2 C＋＋test268

11.3.3 Testbed272