陈林

数据流分析

提纲 简介

数据流问题

迭代数据流分析

其他种类的数据流分析

DU、UD链

简介 编译优化

可用表达式

简介 编译优化

常量传播

a = c + 10 (如果c是常量)

需要进行可达定义的计算： c的定义能否到达该表达式

简介 软件测试

数据流测试

要进行定义-使用对的计算：某个变量（内存空间）的定义与使用的关联关系

简介 软件调试

如果变量a在某个表达式中被赋以错误的值

a = c + y

需要进行数据依赖的计算：哪些变量的值会影响到a？

简介 数据流分析

通过计算不同程序点上各种类型数据的流动信息，为不同的软件工程任务提供帮助

结构化程序：数据流分析可以在AST上进行计算，通常，可以在CFG上计算

大部分问题的精确解都是不可判定的 依赖于输入

依赖于条件语句

依赖于循环

一般只计算近似解

简介 近似分析

保守的近似分析（overestimate） 结果包含所有真实信息以及一些可疑信息

结果是安全的保守的

激进的近似分析（underestimate） 结果可能不包含所有信息

结果是不安全的

不同的应用需求 优化

软件工程的其它任务，如测试

数据流分析的最大挑战：provide safe but precise (i.e., minimize the spurious information) information in an efficient way

简介:实例

数据流计算

语句1中对I的赋值能到达哪些语句？

语句2中被计算的表达式能到达哪些语句？

从基本块B1结尾出发，变量J的使用能到达哪些语句？

语句3之后，变量I的值还是活跃的吗？

关注点：基本块前后的变化

可达定义

可达使用

可达定义、可达使用 变量v的定义是？

变量v的使用是？

定义D可到达某个程序点P，当……

U的使用从程序点P可达……

数据依赖图

数据依赖图：每个变量（基本块）有一个节点，每条边表示两个节点之间的数据流

称DU-pair的流向为数据依赖

DU-Pairs, DU-Chains, UD-Chains

定义-使用链(DU-chain)：连接变量v的定义D和所有D能到达的v的使用

使用-定义链(UD-chain)：连接变量的使用U和所有U能到达的v的定义

其他数据流问题 活跃变量 (live variable)

可达定义 (reachable definition)

可用表达式 (available expression)

支配节点 (dominator)

活跃变量

可达定义

可用表达式

支配节点

支配节点