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基于变量符号关联分析的程序状态优化方法
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程序分析是主要的程序属性分析方法,在变量依赖关系、路径覆盖率、测试用例约简等方面有广泛的应用,并取得了大量研究成果。目前,程序分析主要以符号执行工具为核心,但是普遍存在路径条件逻辑表达式难以准确生成和约束求解器性能不够高的问题,从而影响程序分析的效果。以提高路径分析精度为目标,首先分析不同执行路径对应的路径条件,并提取公共的符号表达式以提高符号关联分析的精度,然后逆向生成依赖条件逻辑表达式集合,使用依赖关联分析算法以提高路径分析的精度。实验结果表明,所提方法相对于传统的路径分析方法,有更准确的时间复杂度和更高的路径分析精度。
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2018 年 6 月 Journal on Communications June 2018
2018094-1
第 39 卷第 6 期 通 信 学 报 Vol.39
No.6
基于变量符号关联分析的程序状态优化方法
郭曦
1
,王盼
2
(1. 华中农业大学信息学院,湖北 武汉 430070;2. 武汉电力职业技术学院电力工程系,湖北 武汉 430079)
摘 要:程序分析是主要的程序属性分析方法,在变量依赖关系、路径覆盖率、测试用例约简等方面有广泛的应
用,并取得了大量研究成果。目前,程序分析主要以符号执行工具为核心,但是普遍存在路径条件逻辑表达式难
以准确生成和约束求解器性能不够高的问题,从而影响程序分析的效果。以提高路径分析精度为目标,首先分析
不同执行路径对应的路径条件,并提取公共的符号表达式以提高符号关联分析的精度,然后逆向生成依赖条件逻
辑表达式集合,使用依赖关联分析算法以提高路径分析的精度。实验结果表明,所提方法相对于传统的路径分析
方法,有更准确的时间复杂度和更高的路径分析精度。
关键词:程序分析;符号执行;约束求解器;符号分析
中图分类号:TP311
文献标识码:A
doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2018094
Program state optimal method based on
variable symbolic relation analysis
GUO Xi
1
, WANG Pan
2
1. College of Informatics, Huazhong Agriculture University, Wuhan 430070, China
2. Department of Power Engineering, Wuhan Electric Power Technical College, Wuhan 430079, China
Abstract: Program analysis is the prime method to program property analysis, which is widely used in the domain of pa-
rameter dependent relation, path coverage and test case generation, and a lot of progress has been made. Current program
analysis is based on the method of symbolic execution, but symbolic execution is usually tackled with the problems of
logic expression generation of path condition and low efficiency of constrain solver, which will affect the results of pro-
gram analysis. Aiming at enhancing the path analysis efficiency, the path conditions of different paths were collected, the
common symbolic expression was extracted and the efficiency of symbolic analysis was enhanced, then the logic expres-
sion set was generated, the dependent relation algorithm was used to enhance the efficiency of symbolic analysis. Ex-
perimental results demonstrate that the proposed method has the advantages of accurate time complexity and better anal-
ysis efficiency compare to traditional program analysis method.
Key words: program analysis, symbolic execution, constrain solver, symbolic analysis
1 引言
对程序的属性和行为进行精确分析是研究人员
的主要目标,然而随着程序规模的增大,往往导致程
序状态空间也在不断增大,从而严重影响程序分析的
效果。符号执行作为广泛使用的程序分析方法,在路
径覆盖、分支覆盖、测试用例生成等方面发挥着重要
的作用,但是由于其长期受制于路径条件提取精度以
及约束求解器性能,极大限制了它的分析效果。
为了提高路径分析的精度,研究人员采用多种
收稿日期:2017-07-17;修回日期:2018-04-02
通信作者:郭曦,xguo@mail.hzau.edu.cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.61502194);中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(No.2662018JC028)
Foundation Items: The National Natural Science Foundation of China (No.61502194),The Central University Basic Business Ex-
penses Special Funding for Scientific Research Projects (No.2662018JC028)
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