基于值依赖分析的空指针解引用检测

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摘 要： 本文提出了一种基于程序值依赖分析的、路径敏感的空指针解引用检测方法．该方法通过结合数据流 分析中的到达定值分析、区间分析及指向分析创建了值依赖分析图，该图刻画了可能产生空指针语句到其解引用语句 的值依赖关系．该图中的边采用守卫标注，即描述了相邻点之间的到达条件．为了降低误报率，本文同时提出了一种需 求驱动的必然别名算法．由本文所述方法实现的工具展示了良好的实验效果，在 １０个 ＳＰＥＣ２０００项目中发现了 ７０余 个空指针解引用缺陷，误报率仅为 ６％左右．
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- y8 F: L, `; g% I" d9 E5 Q关键词： 程序分析；静态缺陷检测；空指针解引用检测；需求驱动别名分析


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空指针解引用已经成为程序最危险的缺陷之一［１］． 空指针解引用缺陷并不容易检测，原因有三：（１）尽管在 大多数情况下，对于解引用会有非空保护存在，但保护 可能与解引用的指针在不同函数中．分析器将会判断从 指针赋值点到解引用点的所有可能路径中是否都包含 保护．（２）空指针保护中的指针变量与解引用的指针并 不是同一指针．那么保护能否生效就取决于这两个指针 是否为必然别名关系．但目前必然别名算法复杂度较 高．（３）空指针解引用的前提条件是在可能为空指针与 其解引用在同一定义使用链中．Ｃ语言中有以下两种情 况可能会产生空指针定义点：（ａ）动态内存分配，如 ｍａｌｌｏｃ，ｃａｌｌｏｃ函数等．如果系统没有足够的堆内存将返 回空指针．（ｂ）对指针变量赋空．为了确定上述节点与 解引用在执行时是否可达，通用的方法采用定义使用 链，但标准数据流分析并不是跨函数的且不是路径敏感 的，这会导致相当数量的误报．
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空指针解引用检测