Projet : LANDE

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Analyse de programmes

 

Mots clés : Analyse dynamique, Analyse statique, Sémantique, Interprétation abstraite, compilation optimisante .

Glossaire :

Interprétation abstraite L'interprétation abstraite est un cadre permettant de relier différentes interprétations sémantiques d'un programme. Souvent, l'interprétation abstraite sert à montrer la correction d'une analyse, présentée comme une définition de la sémantique d'un langage sur un ensemble de propriétés «abstraites», par rapport à la sémantique standard du langage.

Itération de points fixes Le résultat d'une analyse est souvent donné comme la solution d'une équation x = f (x) où f est une fonction monotone sur un ordre partiel. Le théorème de Knaster-Tarski indique un algorithme pour trouver un tel point fixe en calculant la limite de la suite itérative fⁿ($\bot$) où $\bot$ désigne l'élément le plus petit dans l'ordre partiel.

Résumé :

L'analyse de programmes désigne l'ensemble des techniques qui permettent de déduire mécaniquement des propriétés des programmes. Ses principaux domaines d'application sont la compilation et l'aide à la mise au point de programmes. Comme exemples d'analyses existantes, nous pouvons citer l'analyse d'alias, le slicing, les analyses de dépendances. Une analyse peut être dynamique, elle porte alors sur une trace d'exécution particulière, ou statique, et valable pour toute exécution de programme. Dans les deux cas, sa correction doit être assurée, ce qui signifie que les informations qu'elle procure doivent être cohérentes avec la sémantique du programme analysé.

L'analyse de programmes désigne l'ensemble des techniques qui permettent de déduire mécaniquement des propriétés des programmes. Ses principaux domaines d'application sont la compilation et l'aide à la mise au point de programmes.

• Les analyses de flots de données qui permettent de détecter notamment les variables inutiles ou les expressions calculées à un point de programme donné.
• Les analyses d'alias qui produisent des informations sur le partage entre variables dans les langages à manipulation explicite de pointeurs.
• Les analyses de nécessité qui identifient les arguments qui sont toujours utilisés par une fonction.
• Les analyses de mode qui déterminent le degré d'instanciation des variables dans les prédicats logiques.
• Le filtrage de programmes (slicing) qui consiste à identifier les instructions d'un programme nécessaires au calcul de variables données.

On distingue deux classes d'analyses: les analyses dynamiques et les analyses statiques. L'analyse dynamique déduit des propriétés d'un programme à partir d'une trace d'exécution particulière [BGL93]. En revanche, l'analyse statique [AH87] permet d'établir des propriétés satisfaites par un programme pour toutes ses exécutions. L'information recherchée est en général incalculable ou d'une complexité importante. Une analyse statique ne peut donc calculer qu'une approximation de la solution idéale. En conséquence, les résultats de l'analyse statique sont moins précis mais plus généraux que ceux fournis par une analyse dynamique.

La conception d'une analyse comprend deux phases: la spécification et l'implantation. L'analyse doit être spécifiée d'une manière qui permet de prouver sa correction; celle-ci garantit la cohérence du résultat de l'analyse par rapport à la sémantique du langage (cf module 3.1). La correction et la précision des analyses ont été étudiées de manière extensive dans le cadre de l'interprétation abstraite [Cou97]. Le résultat de cette première phase de conception d'analyse est souvent un système d'équations récursives dont la solution décrit les propriétés recherchées. On dispose d'algorithmes itératifs pour résoudre ce système d'équations («itérateurs de points fixes»). On peut également s'appuyer sur des calculs formels sur l'algèbre des propriétés étudiées (calcul symbolique) afin d'améliorer l'efficacité de la résolution.

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