目錄：

1. 編譯器和靜態(tài)分析的關(guān)系

2. AST vs IR

3. IR:3-地址代碼（3AC）

4. 實際靜態(tài)分析器的3AC—Soot（Java）

5. SSA-靜態(tài)單賦值

6. 基本塊（BB）

7. 控制流圖（CFG）

1.編譯器和靜態(tài)分析的關(guān)系

源碼->（Scanner - 詞法Lexical分析-Regular Expression）->（Parser- 語法Syntax分析-Context-Free Grammar）， 生成AST ->（Type Checker - 語義Semantic分析 - Attribute Grammar），生成 Decorated AST -> Translator，生成IR，進行靜態(tài)分析 -> Code Generator

1-1-編譯器原理.png

2.AST vs IR

AST ：高級，更接近于語法結(jié)構(gòu)，依賴于語言種類，適用于快速類型檢查，缺少控制流信息

IR：低級，更接近于機器碼，不依賴語言種類，壓縮且簡潔，包含控制流信息。是靜態(tài)分析的基礎(chǔ)

1-2-AST&IR.png

3.IR:3-地址代碼（3AC）

// 最多1個操作符
a+b+3  ->  t1 = a+b
                 t2 = t1+3
Address：
    Name:a、b
    Constant: 3
    編譯器的臨時變量：t1、t2

1-3-常用3地址碼.png

4.實際靜態(tài)分析器的3AC—Soot（Java）

Soot-常用的Java靜態(tài)分析框架

// java IR（Jimple）基本知識
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-靜態(tài)單賦值

定義：給每一個定義變量一個新的名字，傳遞到接下來的使用當中，每個變量有1個定義（賦值的目標變量）。

1-4-SSA.png

優(yōu)點：唯一的變量名可以間接體現(xiàn)程序流信息，簡化分析過程；清楚的Define-Use信息。

缺點：引入很多變量和phi-function；轉(zhuǎn)換為機器碼時效率變低（引入很多拷貝操作）。

6.基本塊（BB）

定義：只有1個開頭入口和1個結(jié)尾出口的最長3-地址指令序列。

識別基本塊的算法：首先確定入口指令，第一條指令是入口；任何跳轉(zhuǎn)指令的目標地址是入口；任何跟在跳轉(zhuǎn)指令之后的指令是入口。然后構(gòu)造基本塊，任何基本塊包含1個入口指令和其接下來的指令。

我的想法：對于下1條指令，若該指令不是入口，則可以加入；若該指令有多個出口，則停止加入，否則繼續(xù)判斷下一條指令。

1-5-基本塊算法.png

7.控制流圖（CFG）

控制流邊：基本塊A的結(jié)尾有跳轉(zhuǎn)指令跳轉(zhuǎn)到基本塊B；原始指令序列中，B緊跟著A，且A的結(jié)尾不是無條件跳轉(zhuǎn)。

1-6-控制流邊.png

添加Entry / Exit：沒有塊跳轉(zhuǎn)到該塊 / 沒有跳轉(zhuǎn)到其他塊。

參考：

南大課件

南大視頻課程

北大課件