CN106649118A - 一种基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法 - Google Patents

一种基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106649118A
CN106649118A CN201611233521.7A CN201611233521A CN106649118A CN 106649118 A CN106649118 A CN 106649118A CN 201611233521 A CN201611233521 A CN 201611233521A CN 106649118 A CN106649118 A CN 106649118A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ast
path
java
ssa
code
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611233521.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106649118B (zh
Inventor
张天
姜人和
潘敏学
陈鑫
吴少博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University
Original Assignee
Nanjing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University filed Critical Nanjing University
Priority to CN201611233521.7A priority Critical patent/CN106649118B/zh
Publication of CN106649118A publication Critical patent/CN106649118A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106649118B publication Critical patent/CN106649118B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/36—Preventing errors by testing or debugging software
    • G06F11/3604—Software analysis for verifying properties of programs
    • G06F11/3608—Software analysis for verifying properties of programs using formal methods, e.g. model checking, abstract interpretation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Devices For Executing Special Programs (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法，其特征是包括如下步骤：步骤10：输入存放.java文件的src目录的路径；步骤11：使用ASTParser获得Java代码的AST；步骤12：使用ASTVisitor处理所有的MethodDeclaration，将每一个方法都拆分成若干条单路径代码；步骤13：使用JDT AST修改单路径代码的AST，将单路径转化为SSA的格式；步骤14：将SSA格式的单路径封装成符合Java语法规范的Java类，存放在path目录下，作为输出。本发明可以使研究者在该工具的基础上进行代码分析，降低了直接从代码文本进行分析的复杂性。

Description

一种基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法
技术领域
本发明涉及一种基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法。
背景技术
程序静态分析(Program Static Analysis)是在不运行程序的前提下进行的代码分析工作，随着越来越多的代码被上传到开源代码库中，大多数代码不可以直接运行，我们要对这些开源代码进行分析理解，就需要借助静态分析技术。静态分析技术中经常会涉及到符号执行(Symbolic Execution)，抽象语法树(Abstract Syntax Tree，AST)分析，控制流分析(Control Flow Analysis)等，借鉴这些静态分析技术的思想，我们旨在提供一种Java代码静态单赋值(Static Single Assignment，SSA)格式的单路径的生成方法支持Java代码静态分析方面的工作，研究者可以在该工具的基础上进行Java代码的分析，降低了直接从代码文本进行分析的复杂性。
JDT(Java Development Tools)是Eclipse提供的一组用于实现Java IDE的工具，核心是AST，利用JDT提供的AST访问API，我们可以将Java代码转化成AST，遍历AST树节点，修改AST树结构并将修改写回到源代码。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明目的是，提供一种Java代码SSA格式的单路径的生成方法支持Java代码静态分析方面的工作，研究者可以在该工具的基础上进行Java代码的分析，降低了直接从代码文本进行分析的复杂性。
本发明是通过以下的技术方案实现的：一种基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法，包括步骤：
步骤10：输入存放.java文件的src目录的路径；
步骤11：使用ASTParser获得Java代码的AST；
步骤12：使用ASTVisitor处理所有的MethodDeclaration，将每一个方法都拆分成若干条单路径代码；
步骤13：使用JDT AST修改单路径代码的AST，将单路径转化为SSA的格式；
步骤14：将SSA格式的单路径封装成符合Java语法规范的Java类，存放在path目录下，作为输出。
其中步骤10所输入的Java工程源代码具有如下的目录结构：
TestCase类的包名为testcase，有test和test2两个方法，经过步骤14之后，最终的输出结果如下，其中每一个类中均包含若干条path_no方法，其参数和返回值均与路径所在方法相同，no为路径编号：
在步骤12中，使用ASTVisitor处理所有的MethodDeclaration，将每一个方法都拆分成若干条单路径代码的过程包括：
步骤20：获得MethodDeclaration的Body语句块Block
步骤21：依次处理Block中的每一条Statement，将条件分支语句如IfStatement，WhileStatement，ForStatement等拆分成一组平行的分支
步骤22：在不同组的平行分支各选一条分支进行组合，得到一条单路径
步骤23：穷举所有的分支间的组合情况，得到所有的单路径
步骤21涉及到对Block的递归处理，最终得到相应的中间结构，中间结构采用多叉树表示程序的控制流，便于进行路径抽取。步骤22能够对中间结构的不同层级间兄弟节点进行排列组合，得到其中的一条单路径。
在步骤13中，将单路径转化为SSA的格式的过程包括：
步骤30：使用ASTParser获得单路径代码的AST；
步骤31：使用ASTVisitor遍历AST，收集变量的声明、引用、赋值；
步骤32：使用ASTRewrite删掉AST所有关于变量声明的ASTNode；
步骤33：每当变量被赋值，就为该变量赋予一个新的变量名(对应AST中的SimpleName节点)，使之成为一个新变量，该次赋值之后到下一次赋值之前对变量的引用均用新的变量名替换，在程序的开头添加新变量的声明；
步骤34：将上述修改操作写回到源代码。
本发明有益效果：这是一个源代码层面的借助于JDT AST提取Java代码中的单路径然后将其转化为SSA格式的静态分析辅助工具，利用这种工具，Java程序被简化成了一条条SSA格式的单路径代码，从而降低了直接从源代码进行分析的复杂性。
附图说明
图1本发明实施例的Java代码转化为SSA单路径示意图。
图2本发明实施例的输入目录结构示意图。
图3本发明实施例的输出目录结构示意图。
图4本发明实施例的处理条件分支语句获得单路径示意图。
图5本发明实施例的单路径代码转换为SSA格式示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明方法工作流程如图1-图5所示。
图1所示为本方法实施的整体结构和工作原理。本方法的目的是提供一个源代码层面的借助于JDT AST提取Java代码中的单路径然后将其转化为SSA格式的静态分析辅助工具，利用这种工具，Java程序被简化成了一条条SSA格式的单路径代码，从而降低了直接从源代码进行分析的复杂性。
本实施例的基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法，包括如下步骤：
步骤10：输入存放.java文件的src目录的路径；
步骤11：使用ASTParser获得Java代码的AST；
步骤12：使用ASTVisitor处理所有的MethodDeclaration，将每一个方法都拆分成若干条单路径代码；
步骤13：使用JDT AST修改单路径代码的AST，将单路径转化为SSA的格式；
步骤14：将SSA格式的单路径封装成符合Java语法规范的Java类，存放在path目录下，作为输出。
图2表示的是步骤10所输入的Java工程源代码所在src目录的目录结构。
TestCase类的包名为testcase，有test和test2两个方法，经过步骤14之后，最终的输出结果如下(图3表示的是经过步骤14之后，存放单路径代码的path目录所具有的目录结构)，其中每一个类中均包含若干条path_no方法，其参数和返回值均与路径所在方法相同，no为路径编号：
图4表示的是在步骤12中将每一个方法都拆分成若干条单路径时对条件分支语句的处理示意图，使用ASTVisitor处理所有的MethodDeclaration，将每一个方法都拆分成若干条单路径代码的过程包括：
步骤20：获得MethodDeclaration的Body语句块Block；
步骤21：依次处理Block中的每一条Statement，将条件分支语句如IfStatement，WhileStatement，ForStatement等拆分成一组平行的分支；
步骤22：在不同组的平行分支各选一条分支进行组合，得到一条单路径；
步骤23：穷举所有的分支间的组合情况，得到所有的单路径。
以下面的代码为例，作为步骤20要处理的函数体：
步骤21会涉及到对Block的递归处理，最终得到如下所示的中间结构：
步骤22可以得到其中一条单路径，一共有六条这样的单路径：
int i；
System.out.println(″＝＝＝＝＝＝＝″)；
i＝5；
System.out.println(i)；
int j＝i,z＝4；
j＝3；
if(j＝＝5)；
j++；
if(j＝＝3)；
System.out.println(j)；
z＝i+j；
if(z＝＝4)；
System.out.println(z)；
return；。
图5表示的是在步骤13中，将单路径转化为SSA格式的处理示意图，执行的过程包括：
步骤30：使用ASTParser获得单路径代码的AST；
步骤31：使用ASTVisitor遍历AST，收集变量的声明、引用、赋值；
步骤32：使用ASTRewrite删掉AST所有关于变量声明的ASTNode；
步骤33：每当变量被赋值，就为该变量赋予一个新的变量名(对应AST中的SimpleName节点)，使之成为一个新变量，该次赋值之后到下一次赋值之前对变量的引用均用新的变量名替换，在程序的开头添加新变量的声明；
步骤34：将上述修改操作写回到源代码。
下面给出一个转换前后对比的例子：
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更改或修饰为等同变化的等效例，则仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤10：输入存放.java文件的src目录的路径；
步骤11：使用ASTParser获得Java代码的AST；
步骤12：使用ASTVisitor处理所有的MethodDeclaration，将每一个方法都拆分成若干条单路径代码；
步骤13：使用JDT AST修改单路径代码的AST，将单路径转化为SSA的格式；
步骤14：将SSA格式的单路径封装成符合Java语法规范的Java类，存放在path目录下，作为输出。
2.根据权利要求1所述的基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法，其特征在于：所述步骤10所输入的Java工程源代码具有如下的目录结构：
TestCase类的包名为testcase，有test和test2两个方法，经过步骤14之后，最终的输出结果如下，其中每一个类中均包含若干条path_no方法，其参数和返回值均与路径所在方法相同，no为路径编号：
3.根据权利要求1所述的基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法，其特征在于：所述步骤12中，使用ASTVisitor处理所有的MethodDeclaration，将每一个方法都拆分成若干条单路径代码的过程包括：
步骤20：获得MethodDeclaration的Body语句块Block；
步骤21：依次处理Block中的每一条Statement，将条件分支语句如IfStatement，WhileStatement，ForStatement等拆分成一组平行的分支；
步骤22：在不同组的平行分支各选一条分支进行组合，得到一条单路径；
步骤23：穷举所有的分支间的组合情况，得到所有的单路径。
4.根据权利要求3所述的基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法，其特征在于：所述步骤21涉及到对Block的递归处理，最终得到相应的中间结构，中间结构采用多叉树表示程序的控制流，便于进行路径抽取。
5.根据权利要求3所述的基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法，其特征在于：所述步骤22能够对中间结构的不同层级的兄弟节点进行排列组合，得到其中的一条单路径。
6.根据权利要求1所述的基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法，其特征在于：所述步骤13中，将单路径转化为SSA的格式的过程包括：
步骤30：使用ASTParser获得单路径代码的AST；
步骤31：使用ASTVisitor遍历AST，收集变量的声明、引用、赋值；
步骤32：使用ASTRewrite删掉AST所有关于变量声明的ASTNode；
步骤33：每当变量被赋值，就为该变量赋予一个新的变量名(对应AST中的SimpleName节点)，使之成为一个新变量，该次赋值之后到下一次赋值之前对变量的引用均用新的变量名替换，在程序的开头添加新变量的声明；
步骤34：将上述修改操作写回到源代码。
CN201611233521.7A 2016-12-28 2016-12-28 一种基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法 Active CN106649118B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611233521.7A CN106649118B (zh) 2016-12-28 2016-12-28 一种基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611233521.7A CN106649118B (zh) 2016-12-28 2016-12-28 一种基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106649118A true CN106649118A (zh) 2017-05-10
CN106649118B CN106649118B (zh) 2019-02-19

Family

ID=58831861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611233521.7A Active CN106649118B (zh) 2016-12-28 2016-12-28 一种基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106649118B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107992324A (zh) * 2017-12-22 2018-05-04 南京大学 一种基于约束求解的代码搜索方法
CN111694729A (zh) * 2020-04-29 2020-09-22 北京三快在线科技有限公司 应用测试方法、装置、电子设备和计算机可读介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040098710A1 (en) * 2002-11-14 2004-05-20 Jim Radigan Systems and methods to read, optimize, and verify byte codes for a multiplatform jit
CN102231109A (zh) * 2011-07-15 2011-11-02 南京大学 无痕可管理的源代码自动插桩方法
CN102368226A (zh) * 2011-10-10 2012-03-07 南京大学 一种基于扩展有限状态机可行路径分析的测试用例自动生成方法
CN103581015A (zh) * 2013-11-07 2014-02-12 清华大学 一种基于as环的域间不相交多路径生成方法
CN104317576A (zh) * 2014-07-04 2015-01-28 北京思特奇信息技术股份有限公司 一种基于eclipse的代码自动生成方法及系统
CN105356979A (zh) * 2015-12-11 2016-02-24 中山大学 一种基于双路径并行传输的无线传感网络代码分发方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040098710A1 (en) * 2002-11-14 2004-05-20 Jim Radigan Systems and methods to read, optimize, and verify byte codes for a multiplatform jit
CN102231109A (zh) * 2011-07-15 2011-11-02 南京大学 无痕可管理的源代码自动插桩方法
CN102368226A (zh) * 2011-10-10 2012-03-07 南京大学 一种基于扩展有限状态机可行路径分析的测试用例自动生成方法
CN103581015A (zh) * 2013-11-07 2014-02-12 清华大学 一种基于as环的域间不相交多路径生成方法
CN104317576A (zh) * 2014-07-04 2015-01-28 北京思特奇信息技术股份有限公司 一种基于eclipse的代码自动生成方法及系统
CN105356979A (zh) * 2015-12-11 2016-02-24 中山大学 一种基于双路径并行传输的无线传感网络代码分发方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HIRAL H. KARER 等: "Dead code elimination technique in eclipse compiler for Java", 《2015 INTERNATIONAL CONFERENCE ON CONTROL,INSTRNMENTATION, COMMUNICATION AND COMPUTATIONAL TECHNOLOGIES (ICCICCT)》 *
XIAOQUAN9653: "静态单赋值理解", 《HTTPS://BLOG.CSDN.NET/XIAOQUAN9653/ARTICLE/DETAILS/51507655》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107992324A (zh) * 2017-12-22 2018-05-04 南京大学 一种基于约束求解的代码搜索方法
CN111694729A (zh) * 2020-04-29 2020-09-22 北京三快在线科技有限公司 应用测试方法、装置、电子设备和计算机可读介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN106649118B (zh) 2019-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
De Moura et al. The Lean theorem prover (system description)
CN106970820A (zh) 代码存储方法及代码存储装置
CN104598635A (zh) 一种基于xml描述的复杂文档自动生成方法
CN107943691A (zh) 一种自动产生智能合约的功能测试页面的方法及装置
CN106293677A (zh) 一种代码转换方法及装置
CN112379917B (zh) 浏览器兼容性提升方法、装置、设备及存储介质
CN107367686A (zh) 一种rtl硬件木马测试向量的生成方法
CN108153522B (zh) 基于模型转换由midcore生成Spark和Hadoop程序代码的方法
CN107992324A (zh) 一种基于约束求解的代码搜索方法
CN106649118A (zh) 一种基于AST的Java代码SSA单路径的生成方法
CN101201833A (zh) Pdf文档数据填充系统及方法
CN106547765B (zh) 基于sql的数据库管理方法及装置
Yang et al. A language model for statements of software code
CN107003861A (zh) 用于编译源代码的方法
Michelon et al. Mining feature revisions in highly-configurable software systems
CN102063470A (zh) 一种适用于无线传感器网络的节点实时数据解析方法
CN106610898B (zh) 一种基于JPF的Java代码SSA单路径的生成方法
CN103902651B (zh) 一种基于MongoDB的云端代码查询方法与装置
González et al. Developing web applications for different architectures: The MoWebA approach
CN103049504A (zh) 基于源代码查询的半自动插桩方法
Yue Transition from EBNF to Xtext
CN104298657A (zh) 基于表达式的评价指标解析系统
US20100275183A1 (en) Source code auditor with a customized rules builder
CN104598636A (zh) 复杂文档分离组织方法以及复杂文档自动生成方法
CN107180193A (zh) 一种将程序代码转换成数据约束的方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant