2014-A Survey of Dynamic Program Analysis Techniques and Tools

[skyleaworlder]

http://www.promptedu.se/promptwp/wp-content/uploads/2015/01/Dynamic-Analysis-Survey-FICTA-14.pdf

Anjana Gosain and Ganga Sharma
University School of Information and Communication Technology,
Guru Gobind Singh Indraprastha University, New Delhi-110078, India
anjana_gosain@hotmail.com, ganga.negi@gmail.com

FICTA '14

from google scholar (https://scholar.google.com/scholar?q=dynamic+program+analysis+survey)

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动态分析通常包含两类技术：

• 插桩与 trace 生成：本文中 profile / trace 是同义词，它们指的是在程序运行时采集到的一些信息，这些信息可能来自于 “执行到 basic block、control edge between basic blocks、line of code 后的反馈”。插桩则是为了生成 trace。所以动态分析的基础是插桩，以及整个 profiling infrastructure 是否能够高效收集 runtime 信息。
• analysis & monitor：二者建立在足够正确的 trace 之上，可用来做 property-testing。文中认为如果只是定位错误，那 offline monitor 就已足够；如果是要修复运行时的错误才需要 online monitor。

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由于本文是综述，所以对插桩分类阐述得更详细：

• 源代码插桩：总的来说就是对 source code 写 transformation，比如文中提到的 2005-Proteus，ICSE'04-DMS，没细看，说实话我也不在意。
• 二进制插桩：分静态和动态。顾名思义静态就是直接改变要运行的 exe，动态则是使用类似 JIT 一样的技术，在运行目标代码之前修改内存中的对应代码，因此动态二进制相较于源代码插桩的好处就是不需要重新编译代码。由此，文中提到的 MPL (一种用于定义插桩位置与内容的语言) 和 DynInst (一种用于运行时插桩的 API) 则是动态插桩在用户侧自然而然诞生的两种 handler。
• Bytecode 插桩：也分静态和动态。这里提到了我比较熟悉的 ASM (2011-ASM 4.0 A Java bytecode engineering library #32) 和 BCEL 两个库以及 Javassist，文中说它们都是静态插桩，因为比如 Javassist 只能在 class load / compile 时进行修改，而不能在 runtime 随时修改，从而导致有些 runtime 时才生成的方法并不能被 Javassist 插桩。（xs，我之前完全不知道）动态插桩文中列举了 USENIX'97-BIT 和 1998-Jikes Bytecode Toolkit。

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动态分析可以依托 VM 展开。文中提到了 C# 的 CIL 的 CLR Profiler 和 JVM 的 JPDA。

动态分析可以以 plugin 形式仅实现 VM 的对应接口来获取 VM 中的信息，从而在程序运行时实现分析。文中也说了，类似一个 dll，然后主体程序 (VM) 运行时会在某些时机去调用那些 plugin，把信息传过去获取分析结果。

至于文中提到的 AOP 动态分析，我就当它不存在，感觉非常离谱。

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文中给出了动态分析一般解决的几类问题：

• Heap allocation
• Buffer overflow
• Memory leak
• Deadlock detection
• Race detection
• Object lifetime analysis
• Invariant detection
• Metric computation (这个不算问题，算是功能)

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总的来说这篇 survey 非常短，只是非常简略地介绍了动态分析的几个名词和对应的工具。