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发表于 2020-8-30 22:20:46 | 查看: 4367| 回复: 0

【课程笔记】南大软件分析课程2——IR

【课程笔记】南大软件分析课程2——IR


目录:
1.编译器和静态分析的关系2.AST vs IR3.IR:3-地址代码(3AC)4.实际静态分析器的3AC—Soot(Java)5.SSA-静态单赋值6.基本块(BB)7.控制流图(CFG)
1.编译器和静态分析的关系
源码->(Scanner - 词法Lexical分析-Regular Expression)->(Parser- 语法Syntax分析-Context-Free Grammar), 生成AST ->(Type Checker - 语义Semantic分析 - Attribute Grammar),生成 Decorated AST -> Translator,生成IR,进行静态分析 -> Code Generator

【课程笔记】南大软件分析课程2——IR

【课程笔记】南大软件分析课程2——IR
1-1-编译器原理.png2.AST vs IR
AST :高级,更接近于语法结构,依赖于语言种类,适用于快速类型检查,缺少控制流信息
IR:低级,更接近于机器码,不依赖语言种类,压缩且简洁,包含控制流信息。是静态分析的基础

【课程笔记】南大软件分析课程2——IR

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1-2-AST&IR.png3.IR:3-地址代码(3AC)
// 最多1个操作符
  a+b+3  ->  t1 = a+b
  t2 = t1+3
  Address:
  Name:a、b
  Constant: 3
  编译器的临时变量:t1、t2
  

【课程笔记】南大软件分析课程2——IR

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1-3-常用3地址码.png4.实际静态分析器的3AC—Soot(Java)
Soot-常用的Java静态分析框架
// java IR(Jimple)基本知识
  invokespecial:call constructor, call superclass methods, call private methods
  invokevirtual: instance methods call (virtual dispatch)
  invokeinterface: cannot optimization, checking interface implementation
  invokestation:call static methods
  Java 7: invokedynamic -> Java static typing, dynamic language runs on JVM
  method signature: class name, return type, method name(parameter1 type, parameter2 type)
  

5.SSA-静态单赋值
定义:给每一个定义变量一个新的名字,传递到接下来的使用当中,每个变量有1个定义(赋值的目标变量)。

【课程笔记】南大软件分析课程2——IR

【课程笔记】南大软件分析课程2——IR
1-4-SSA.png
优点:唯一的变量名可以间接体现程序流信息,简化分析过程;清楚的Define-Use信息。
缺点:引入很多变量和phi-function;转换为机器码时效率变低(引入很多拷贝操作)。
6.基本块(BB)
定义:只有1个开头入口和1个结尾出口的最长3-地址指令序列。
识别基本块的算法:首先确定入口指令,第一条指令是入口;任何跳转指令的目标地址是入口;任何跟在跳转指令之后的指令是入口。然后构造基本块,任何基本块包含1个入口指令和其接下来的指令。
我的想法:对于下1条指令,若该指令不是入口,则可以加入;若该指令有多个出口,则停止加入,否则继续判断下一条指令。

【课程笔记】南大软件分析课程2——IR

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1-5-基本块算法.png7.控制流图(CFG)
控制流边:基本块A的结尾有跳转指令跳转到基本块B;原始指令序列中,B紧跟着A,且A的结尾不是无条件跳转。

【课程笔记】南大软件分析课程2——IR

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1-6-控制流边.png
添加Entry / Exit:没有块跳转到该块 / 没有跳转到其他块。
参考:
南大课件[1]
南大视频课程[2]
北大课件[3]
References
[1] 南大课件: https://pascal-group.bitbucket.io/teaching.html[2] 南大视频课程: https://zhuanlan.zhihu.com/p/110050716[3] 北大课件: https://xiongyingfei.github.io/SA/2019/main.htm



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