操作系统内核并发错误检测研究进展

并发错误是程序设计语言和软件工程领域的研究热点之一.近年来,针对应用程序并发错误检测的研究已取得了很大进展.但是由于操作系统内核的并发和同步机制复杂、代码规模庞大,与应用程序级并发错误检测相比,操作系统内核的并发错误检测研究仍面临巨大的挑战.对此,国内外学者提出了各种用于操作系统内核并发错误检测的方法.首先介绍了并发错误的基本类型、检测方法和评价指标,讨论了现有的并发错误检测方法和工具的局限性;然后,从形式化验证、静态分析、动态分析和静态动态相结合4个方面,对现有的操作系统内核并发错误检测的研究工作进行了分类阐述,并作了系统总结和对比分析;最后,探讨了操作系统内核并发错误检测研究面临的挑战,并对该领域未来的研究趋势进行了展望.

大规模可变C代码增量式分析方法

提出一种基于头文件复用的大规模可变C代码增量式分析方法。以Linux内核代码为例,首先统计和分析了大规模C代码中的头文件包含情况。然后根据头文件包含顺序,构建C代码分析的头文件加载树。最后,按照头文件加载树增量地分析C代码。实验结果表明,与原有的代码分析方法相比,本方法可以极大地提升大规模可变C代码分析的效率。

大规模源代码增量式资源泄漏检测方法

资源泄漏是影响软件质量和可靠性的一种重要软件缺陷,存在资源泄漏的程序长时间运行会由于资源耗尽而发生异常甚至崩溃.静态代码分析是进行资源泄漏检测的一种有效的技术手段,能够基于源代码或者二进制代码有效地发现程序中潜在的资源泄漏问题.然而,精确的资源泄漏检测算法的复杂性会随着程序规模的增加呈指数级增长,无法满足生产中即时对缺陷进行分析检测的实际应用需求.面向大规模源代码提出了一种增量式的静态资源泄漏检测方法,该方法支持过程间流敏感的资源泄漏检测,在用户编辑代码的过程中,从变更的函数入手,通过资源闭包、指向分析过滤等多种技术手段缩小资源泄漏检测范围,进而实现了大规模代码的即时缺陷分析与报告.实验结果表明:该方法在保证准确率的前提下,90%的增量检测实验可以在10s内完成,能够满足在用户编辑程序过程中对缺陷进行即时检测和报告的实际应用需求.

基于K-最短路径的大规模函数调用关系分析

函数调用关系反映了软件系统中函数之间的依赖关系,在软件分析、软件测试与软件维护等众多软件工程领域都有着广泛的应用。但在大型复杂软件中搜索两个函数之间的调用关系时,由于函数数量众多、函数之间调用关系复杂,使得搜索所需时间较长。为了获得任意两个函数之间的调用路径,提出使用K-最短路径算法,并对K-最短路径算法进行并行化优化,减少搜索时间,为用户分析函数调用关系提供方便。通过对Linux内核3.19(包含40多万个函数结点和110多万调用关系)进行分析,实验结果表明通过并行化优化,并行加速比一般可达5~6倍。