[发明专利]一种基于信息流分析的LLVM中间表示程序切片方法

权利要求书

1.一种基于信息流分析的LLVM中间表示程序切片方法，其特征在于，包括以下过程：

(1)根据调用图CG判断预切片程序是过程内程序还是过程间程序；

(2)所述预切片程序为过程内程序，其步骤包括：

(2-1)根据公式计算每条语句的定义集D_S、保护集P_S、变量与表达式的关系λ_S、表达式与变量的关系μ_S、变量与变量的关系ρ_S；

(2-2)然后根据程序中语句执行的先后关系，对语句进行复合，直到得到程序整体的D_S、P_S、λ_S、μ_S、ρ_S，其中D_S、P_S的表示形式是集合，而λ_S、μ_S、ρ_S分别是一个矩阵；

(2-3)根据λ_S和μ_S，分别可以得到单个程序中任一变量的前向切片和后向切片；

(3)所述预切片程序为过程间程序，其步骤包括：

(3-1)初始化所有语句的D_S、P_S、λ_S、μ_S、ρ_S；

(3-2)更新所有调用语句的D_S、P_S、λ_S、μ_S、ρ_S；

(3-3)对每个子程序的语句进行复合，得到各个程序出口处的D_S、P_S、λ_S、μ_S、ρ_S；

(3-4)对所有程序的D_S、P_S、λ_S、μ_S、ρ_S进行复合，得到过程间切片；

所述步骤(3-1)的具体过程为：

(3-101)得到调用图CG；将程序源码放在一个文件中作为输入，利用现有软件得到程序的调用图；

(3-102)初始化所有语句的D_S、P_S、λ_S、μ_S、ρ_S，

若语句S为赋值语句v＝e,则D_S＝{v}，P_S＝V-{v}，λ_S＝Γ(e)×{e}，μ_S＝{(e,v)}，ρ_S＝(Γ(e)×{v})∪(ι-{(v,v)})，其中，V表示语句S所在程序中变量的集合，Γ(e)表示出现在e中的变量的集合；

若语句S为条件语句if e then A else B，则D_S＝D_A∪D_B，P_S＝P_A∪P_B，λ_S＝(Γ(e)×{e})∪λ_A∪λ_B，μ_S＝({e}×(D_A∪D_B))∪μ_A∪μ_B，ρ_S＝(Γ(e)×(D_A∪D_B))∪ρ_A∪ρ_B；

若语句S为循环语句while e do A，D_S＝D_A，P_S＝V，λ_S＝ρ_A*(Γ(e)×{e}∪λ_A)，μ_S＝({e}×D_A)∪μ_Aρ_A*((Γ(e)×D_A)∪ι)，ρ_S＝ρ_A*((Γ(e)×D_A)∪ι)，其中ρ_A*为ρ_A的传递闭包，ι＝{(v,w)∈V×V|v＝w}；

若语句S为其他类型语句，则

所述步骤(3-2)的具体过程为：

(3-201)找到每个输入实参V_ai对应的输入形参V_fi；

(3-202)更新调用语句S的D_S、P_S、λ_S、μ_S、ρ_S，D_S＝V_ao∪{V_fi}，P_S＝V-D_S，λ_S＝{V_ai}×S，μ_S＝(S×{V_ao})∪(S×{V_fi})，ρ_S＝({V_ai}×{V_ao})∪({V_ai}×{V_fi})，其中，V_ao为调用语句的输出实参，V_ai为调用语句的输入实参，V_fi为输入实参V_ai对应的输入形参；

所述步骤(3-3)的具体过程为：

(3-301)找到每个输出形参V_fo对应的输出实参V_ao；

(3-302)根据CG的逆拓扑序，从CG中取出一个没有分析过的程序P；

(3-303)根据P中语句执行的先后顺序，将程序P表示成P＝((((((a；b)；c)；d)；e)；f)；...j)的顺序集，其中，a,b...j分别表示一条语句；

(3-304)令S＝(a；b)，按照D_S＝D_a∪D_b,P_S＝P_a∩P_b，λ_S＝λ_a∪ρ_aλ_b，μ_S＝μ_aρ_b∪μ_b，ρ_S＝ρ_aρ_b，到S的五种关系，再将(S；c)看成一个顺序语句集，进行复合...如此循环直到得到P程序的整体结果D_P、P_P、λ_P、μ_P、ρ_P；

(3-305)根据输出形参V_fo与输出实参V_ao的对应关系，更新μ_P＝μ_P∪{(s,V_ao)|(s,V_fo)∈μ_P}，s为P中某条语句；

(3-306)重复步骤(3-302)，直到所有程序都被分析过。

2.根据权利要求1所述的一种基于信息流分析的LLVM中间表示程序切片方法，其特征在于，所述步骤(3-4)的具体过程为：

(3-401)依次对被调程序和施调程序进行复合，直到所有程序复合成一个整体T，得到D_T、P_T、λ_T、μ_T、ρ_T；

(3-402)某一变量v的前向切片为λ_T中变量v所在行所有语句的集合，v的后向切片为μ_T中v所在列所有语句的集合。