[發(fā)明專利]基于源代碼查詢的半自動(dòng)插樁方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210532019.1
• 申請(qǐng)日: 2012-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN103049504A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?zhí)?/a>;何英;李宣東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/30
• 分類號(hào): G06F17/30
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要用于計(jì)算機(jī)程序動(dòng)態(tài)分析，主要涉及一種基于源代碼查詢的插樁方法。

背景技術(shù)

程序分析通常利用靜態(tài)程序分析和動(dòng)態(tài)程序分析對(duì)程序行為進(jìn)行自動(dòng)分析，進(jìn)而提高軟件質(zhì)量。動(dòng)態(tài)程序分析常借助于插樁方法來收集程序動(dòng)態(tài)運(yùn)行行為，某些與運(yùn)行環(huán)境相關(guān)的程序行為只能通過插樁來收集，而靜態(tài)程序分析無法進(jìn)行分析。軟件開發(fā)過程中，代碼審查者在代碼編寫階段完成后使用源代碼插樁方法對(duì)代碼進(jìn)行審查，通常審查者擁有閱讀源代碼權(quán)限但不便對(duì)代碼進(jìn)行修改。通過對(duì)程序運(yùn)行行為的分析盡早發(fā)現(xiàn)代碼中的錯(cuò)誤，進(jìn)而提高軟件質(zhì)量。源代碼插樁能夠充分地利用程序語義、可視化地顯示插樁代碼、并且不會(huì)提高代碼邏輯復(fù)雜性。

程序插樁技術(shù)，是在保證被測(cè)程序原有邏輯完整性的基礎(chǔ)上在程序中插入一些探針，通過探針的執(zhí)行并拋出程序運(yùn)行的特征數(shù)據(jù)，通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析，可以獲得程序的控制流和數(shù)據(jù)流信息，進(jìn)而得到邏輯覆蓋等動(dòng)態(tài)信息，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試目的的方法。由于程序插樁技術(shù)是在被測(cè)程序中插入探針，然后通過探針的執(zhí)行來獲得程序的控制流和數(shù)據(jù)流信息，以此來實(shí)現(xiàn)測(cè)試的目的。因此，根據(jù)探針插入的時(shí)間可以分為目標(biāo)代碼插樁和源代碼插樁。CppIns是一個(gè)基于源代碼查詢的插樁方法及其軟件工具，本申請(qǐng)人已經(jīng)有過在先的專利申請(qǐng)和公開的軟件申請(qǐng)。目前主要提供C++代碼的代碼查詢和插樁功能。

現(xiàn)有插樁方法主要包括斷言機(jī)制、字節(jié)碼插樁、面向方面插樁等三類方法。斷言機(jī)制直接在寫源文件中添加插樁代碼，將會(huì)降低代碼閱讀性。字節(jié)碼插樁則直接對(duì)字節(jié)碼文件進(jìn)行修改，被插字節(jié)碼的源代碼無法可視化，且無法保證代碼插入過程的正確性。面向方面插樁在程序縱向繼承關(guān)系的基礎(chǔ)上增加了橫向方面關(guān)系，增加了程序的邏輯復(fù)雜性。

目前插樁技術(shù)主要存在的瓶頸主要有：插樁點(diǎn)及其代碼非可視化、插樁點(diǎn)自動(dòng)定位困難、難以做到插樁語句上下文敏感、自動(dòng)插樁性能較低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是，鑒于上述問題，本發(fā)明旨在提供一個(gè)源代碼插樁方法，尤其是基于源代碼查詢的半自動(dòng)插樁方法。該方法結(jié)合代碼查詢技術(shù)，有效的將代碼查詢得到的插樁位置以及上下文內(nèi)容與插樁機(jī)制相結(jié)合在一起。從源代碼中提取相應(yīng)的代碼信息，在源代碼信息中進(jìn)行代碼查詢，按照插樁語句模板進(jìn)行插樁語句定制，生成相應(yīng)的插樁代碼；最后將插樁代碼和源文件合并輸出帶有插樁語句的C++源代碼。

基于源代碼查詢的半自動(dòng)插樁方法，采用如下步驟：

步驟10：打開一個(gè)被測(cè)源程序或源文件工程；

步驟11：通過在CppIns編輯器中輸入相應(yīng)的插樁命令；

步驟12：CppIns工具解析并執(zhí)行插樁命令，得到所有符合條件的插樁點(diǎn)并生成對(duì)應(yīng)的插樁代碼；

步驟13：審查所有插樁點(diǎn)的定義：若發(fā)現(xiàn)帶有錯(cuò)誤的插樁點(diǎn)，則進(jìn)入步驟14對(duì)其進(jìn)行修改；沒有發(fā)現(xiàn)帶有錯(cuò)誤的插樁點(diǎn)，則直接進(jìn)入步驟15；

步驟14：修改插樁的定義至正確；

步驟15：將插樁代碼與原源文件合并生成新源文件。

在步驟11中，其中輸入相應(yīng)的CppIns插樁命令過程包括：

步驟30：打開CppIns命令編輯器；

步驟31：判斷是否需要對(duì)整個(gè)C++源文件工程或單個(gè)C++源文件進(jìn)行插樁，如果是，則跳轉(zhuǎn)到步驟32，如果不是，則跳轉(zhuǎn)到步驟35；

步驟32：按照CppIns命令語法規(guī)則給出目標(biāo)插樁點(diǎn)位置的CppIns命令描述；

步驟33：按照CppIns命令語法規(guī)則給出目標(biāo)插樁點(diǎn)插樁語句的模板描述；

步驟34：將步驟32和步驟33得到的命令描述和模板描述的字符串輸入到CppIns命令編輯器中；

步驟35：結(jié)束本次CppIns插樁命令；

在步驟12中，運(yùn)行相應(yīng)的CppIns插樁命令、得到所有的插樁點(diǎn)定義過程包括：

步驟40：從CppIns命令編輯器中獲得CppIns命令字符串，即查詢和插樁命令描述和插樁代碼模板描述的字符串；

步驟41：從已經(jīng)打開工程中的C++源代碼中生成相應(yīng)的代碼信息，這些代碼信息包括變量、語句、函數(shù)、類、表達(dá)式和運(yùn)算符信息；

步驟42：對(duì)步驟40中得到的CppIns查詢命令字符串進(jìn)行語法檢測(cè)和預(yù)處理得到檢索指令；

步驟43：按照檢索指令在步驟41中得到的代碼信息中進(jìn)行目標(biāo)元素檢索，得到相應(yīng)的目標(biāo)元素集合和相應(yīng)的輔助元素集合構(gòu)成的元素屬性值；

步驟44：將CppIns命令中插樁模板的參數(shù)替換成步驟43中的元素屬性值，得到相應(yīng)的插樁語句集合；