29、具有重叠结构的低级 C 语言形状分析

最新推荐文章于 2025-10-27 16:38:39 发布
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分类专栏： 程序验证前沿探秘 文章标签： 形状分析 重叠结构 C语言
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具有重叠结构的低级 C 语言形状分析

1. 引言

堆操作程序的形状分析是一个非常活跃的研究领域，但大多数工作的重点都集中在类似 Java 的数据结构上，在这类数据结构中，指针的操作和计算不像在低级 C 语言中那样频繁。虽然最近已经设计出了从广义上处理指针算术的形状分析方法，但我们要解决一个相关且特别困难的问题：重叠结构。这个术语在之前的研究中被提出，当时对这类结构的形状分析被列为一个开放问题。

重叠结构在设备驱动程序中很常见，在这些程序中，数据会同时保存在多个数据结构中，方法是将与列表或树相关的记录嵌入到包含实际数据的记录中。例如，在 Linux 内核的代码里，一个节点记录可能包含数据以及两个与列表相关的组件。第一个是 hlist_node ，它将 hlist 的前后指针嵌入到节点中；第二个是 list_head ，它既作为列表头，又将标准的循环双向链表嵌入到节点中。

hlist （或 pprev 列表）本身是一种比较复杂的数据结构。为了节省内存并高效实现插入和删除操作，Linux 开发者使用这种双向链表，它的指针指向的是前一个元素的下一个组件，而不是元素本身。 hlist 常用于哈希表中，因为列表头只需要一个指针可以显著节省空间。

下面是一个示例代码，展示了重叠数据结构的使用： 

struct hlist_head { struct hlist_node *first; };
struct hlist_node
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