如何编写有利于编译器优化的代码?

引言 对于嵌入式系统,最终代码的体积和效率取决于由编译器生成的可执行代码,而非开发人员编写的源代码;但是,源代码的优化可以帮助编译器生成更加优质的可执行代码.因此,开发人员不仅要从整体效率等因素上去构思源代码体系,也要高度关注编译器的性能和编译优化的便捷性.     

动态二进制翻译中的指令调度技术研究与实现

动态二进制翻译提供了无需重新编译源代码就能将源机器生成的可执行代码自动转换到目标机器的方法,很好地解决了代码兼容性问题.其核心思想是根据程序的动态运行信息找到反复执行的代码序列,对代码序列进行翻译和优化,并将结果多次重用.指令调度作为一种有效的编译优化手段,也适用于动态二进制翻译.在对gcc的指令调度器分析研究的基础上,结合动态二进制翻译的实时性特点,提出了适合动态二进制翻译的效率高、开销小的指令调度算法.     

亚轨道飞行器再入段导航制导快速原型设计

为了加快亚轨道飞行器再入段导航制导系统从算法设计到硬件产品的实现过程,采用快速原型技术进行设计.借助基于RTX的快速原型开发平台,利用Matlab/Simulink/RTW将导航制导模型自动生成C代码,对自动生成代码做出相应修改以满足系统实时性要求,再编译链接生成可执行DSP代码,加载到DSP(数字信号处理器),实现了亚轨道飞行器再入段导航制导系统的DSP硬件在回路仿真.该系统的实时仿真结果与Simulink数字仿真结果一致,表明快速原型系统设计的正确性.该方法具有开发周期短、实时性能好等优点.     

基于源代码分析的逆向建模*

逆向建模通过对源代码进行分析,提取出代码中的对象信息、结构信息、流程信息等,生成对象间的关系描述、结构描述、系统流程描述等设计模型描述。逆向建模过程中对源代码的分析处理与编译过程的前端处理相似,只是处理的复杂程度与产生的目标结果不同,因此可以采用编译技术对源代码进行处理。通过逆向建模可以弥补软件设计中缺少或缺失的模型设计文档,帮助代码阅读者更好地理解程序,帮助软件的测试和优化。介绍了对C/C++源代码进行逆向建模的实现。     

程序可执行代码同源性度量技术研究

当前软件版权保护机制侧重于从事前角度出发，防止软件知识产权受到侵害，无法满足司法实践对软件产品的同源性进行判定的要求，从静态与动态两个方面对程序可执行代码进行分析，给出一种程序可执行代码同源性度量方法．原型系统运行结果较好地反应了可执行代码间的似然性，初步解决了软件同源性度量的问题．     

浅谈Common Lisp的宏编程

宏在Common Lisp中的地位 放眼所有计算机语言,Lisp家族是最特殊的一员,没有之一。几乎所有的编程语言,在其被编译或解释执行的过程中总要先有一个对整个源代码文件进行词法和语法分析的过程,然后再把语法分析的结果经过层层转化最终变成可执行的目标代码。     

恶意后门代码审计分析技术

现有代码安全审计主要是关注语言自身的缺陷,即语言所包含的API函数的风险,无法理解软件源代码中逻辑和核心资产与外界的关系,更无法判断源代码中所存在的恶意后门代码,因此,外包开发团队或者恶意开发人员设置的后门代码将无法查找和定位。为了解决上述现有方案的缺点和盲点,在现有的代码安全审计的基础之上,结合最小攻击面和保护资产列表,分析所有受保护的信息资产与攻击面的关系,查找保护资产在系统内对所有代码元素的影响,并审查其相关路径,找出不期望的代码执行路径,从而达到定位恶意代码功能。识别恶意程序,降低源代码安全风险。     

基于Clang编译前端的Android源代码静态分析技术

Android手机在全球占有很大的市场份额,基于Android衍生的第三方系统也为数不少.针对Android系统重大安全问题频发的现状,提出一种使用Clang编译前端对Android源码进行静态分析的方法.该方法从已公布的CVE漏洞中提取规则和模型,通过改进的Clang编译前端,对Android源码进行静态分析,从而检测出有潜在安全风险的代码片段.在对Android源码进行污点分析时,调用新加入的stp约束求解器,通过符号执行,对敏感数据进行污点标记,并对敏感函数、敏感操作、敏感规则进行污点分析,如果存在潜在的安全隐患,则进行报告.经过实验分析,该方法可以找出Android源代码中存在的同类型有安全风险的代码片段,可以检出libstagefright模块5个高危CVE漏洞.     

Mac OS X国际化及本地化技术

Mac OS X基于Unicode的文字存储,bundle(“包”)的资源组织结构以及预置系统等技术使得本地化工作不心修改任何源代码以及可执行代码。Mac OS X中应用程序所有的语言资源共享一份执行代码,根据用户系统语言预置存取相应的语言资源,这些技术都保证了MacOS X是一个真正的国际化的系统。本文将向读者介绍Mac OS X的国际化和本地化技术。     

面向对象软件测试引擎的设计和实现

为了减少软件测试的工作量，提高软件测试的效率，非常有必要开发计算机辅助的软件测试工具。本文基于已经实现的分别面向C／C^ 和VisualBasic语言的计算机辅助软件测试工具为基础，介绍了面向对象软件测试引擎的设计和实现。该引擎以中间数据库为核心，使用语言分析器对源程序进行基于块的划分，然后完成代码插装和编译连接，为自动测试模块提供可执行的经过代码插装的程序而不是源代码，从而提高了测试工具的通用性和重用性。     

基于动态分析的底层虚拟机混淆器反混淆方法

底层虚拟机混淆器（OLLVM）是一个著名的代码混淆工具,除了用于保护商业软件的安全外,也被恶意代码的开发者所利用,以此增加分析难度。为便于安全研究人员对ARM恶意程序进行分析,提出并实现了基于动态分析的OLLVM自动化反混淆方法。对于虚假控制流,根据不透明谓词的内存特征监控内存读写并利用动态污点分析技术识别虚假控制流来完成反混淆;对于控制流平坦化,通过动态运行程序并记录基本块的执行顺序来完成反混淆;同时利用多执行路径构造来提高代码覆盖率,最后通过指令修复还原基本块之间的关系。实验结果表明,该方法可准确消除可执行程序中因混淆产生的条件分支,且反混淆后得到的程序其运行结果与未混淆的程序保持一致,能有效完成对ARM混淆程序的反混淆工作。     

一个面向对象软件自动测试框架的设计和实现

介绍了一个测试用例驱动的面向对象软件自动化测试框架(简称为TCDA).TCDA使用UML作为形式化的分析和设计规格说明,从UML的体系结构视图中自动获取测试用例,并以XML的形式保存这些测试用例.TCDA可以根据具体编程语言,将测试用例翻译成由一系列源文件组成的测试脚本.测试执行过程中,测试脚本首先会被编译和链接,生成可执行文件,接着这些可执行文件将被运行,同时测试结果将被记录和分析,并最终生成一个结果分析报告.TCDA的原型系统使用Java实现.该系统包括测试配置、测试用例生成、测试脚本生成、测试执行和结果分析五个模块,分别支持以上描述的过程.     

基于流分析的可执行程序结构化表示工具

直接面向可执行程序进行安全漏洞分析时,首先需要得到二进制代码的中间语言表示。探讨了流分析技术在汇编代码理解中的应用,并在Linux平台上实现了一个轻量级汇编代码结构化表示工具BESTAR。该系统利用控制流和数据流分析技术识别通用控制结构,分析程序执行流,重构表达式和函数,发现数据依赖关系,将汇编代码转换成一个结构化、易理解的中间语言程序,为进一步进行安全分析打下了基础。     

自动产生一个图书馆的快速原型

AutoPA1.0是一套基于形式化方法的应用程序.它是一个基于需求规范而自动生成软件快速原型的Java代码的软件, 有着坚实、可靠的理论基础.给出一个图书馆管理系统的例子, 阐述如何用UML建立需求模型,然后用AutoPA1.0生成该需求模型对应的软件快速原型的Java代码. 采用的需求模型主要包括一个用况模型和一个概念类模型, 分别用UML中的用况图和类图描述.生成的软件快速原型将包括用况图中每个用例的执行,用一个系统数据库来描述当前系统状态, 该系统数据库保存了当前系统中存在的所有对象以及对象之间的关系.     

Dynamic analysis of program performance (DAP) in a fortran batch environment

‘Frequency counts add an important new dimension to Fortran programs; indeed, it is difficult to express in words how “eye opening” they are’ (Knuth¹). Given a source program as input, a DAP environment effects changes to the execution of the program so that when the object code is run, the output of the program includes a list of the executable statements and their execution counts (a profile). By extending this basic principle so that the analysis also includes a time estimate for the statement (generated from the code associated with the statement) and a measure of the relative importance of the statement (with respect to the total run time of the object) the DAP report not only becomes an effective user software aid, but, also, an invaluable research tool. This paper discusses the development of such a DAP environment within a Fortran Batch System.     

精准执行可达性分析:理论与应用

精准执行可达性分析探究计算机程序状态之间的可达性关系,通过分析软件的文档、源代码或二进制程序并进行必要测试验证,以求出在既定限制下从初始状态到特定代码位置的目标状态的准确触发输入和执行路径.精准执行可达性分析在定向测试、静态分析结果核验、错误复现和漏洞POC构造等领域均有广泛应用.本文对近年来国内外学者在该研究领域取得的相关研究成果进行了系统的分析、提炼和总结.首先,指出了精准执行可达性分析对应的约束求解问题,以双向符号分析和程序归纳为主线介绍了其主要研究方法,讨论了相关技术难点.其次,对目前已经存在的精准执行可达性应用进行了分类分析.进而,指出精准执行可达性分析应用中程序分析、归纳和约束求解等方面存在的挑战.最后,对可能的解决办法以及未来发展方向进行了展望.     

基于自动机的Java信息流分析

面向Java的信息流分析工作需要修改编译器或实时执行环境,对已有系统兼容性差,且缺乏形式化分析与安全性证明。首先,提出了基于有限状态自动机的Java信息流分析方法,将整个程序变量污点取值空间抽象为自动机状态空间,并将Java字节码指令看做自动机状态转换动作;然后,给出了自动机转换的信息流安全规则,并证明了在该规则下程序执行的无干扰安全性;最后,采用静态污点跟踪指令插入和动态污点跟踪与控制的方法实现了原型系统IF-JVM,既不需要获得Java应用程序源码,也不需要修改Java编译器和实时执行环境,更独立于客户操作系统。实验结果表明,原型系统能正确实现对Java的细粒度地信息流跟踪与控制,性能开销为53.1%。     

CAD／CAPP／CAM系统中的产品数据管理开发策略

产品数据管理是集成化ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ系统的关键，首先介绍一个基于ＳＴＥＰ标准的ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ系统的开发情况，然后介绍其中数据管理软件的开发策略，系统结构与特点及在集成系统中应用的一些问题，最后给出一个应用实例。     

Aspectualization of code clones—an algorithmic approach

System Modularity has positive effects on software maintainability, reusability, and understandability. One factor that can affect system modularity is code tangling due to code clones. Code tangling can have serious cross-cutting effects on the source code and thereby affect maintainability and reusability of the code. In this research we have developed an algorithmic approach to convert code clones to aspects in order to improve modularity and aid maintainability. Firstly, we use an existing code-clone detection tool to identify code clones in a source code. Secondly, we design algorithms to convert the code clones into aspects and do aspect composition with the original source code. Thirdly, we implement a prototype based on the algorithms. Fourthly, we carry out a performance analysis on the aspects composed source code and our analysis shows that the aspect composed code performs as well as the original code and even better in terms of execution times.