Мёртвый код

В теории компиляторов, мёртвым кодом (так же бесполезным кодом, англ. dead code) называют код, который может быть исполнен, но результаты его вычислений в дальнейшем в программе не используются^[1][2][3]. Другими словами это код, определяющий только мёртвые переменные^[en] или вообще не определяющий никакие переменные. При рассмотрении исходного кода, часто используют другое понятие мёртвого кода — как совокупности бесполезного и недостижимого кодов^[4][5]. Наличие мёртвого кода в программе увеличивает её размер и время исполнения, не неся при этом ни какой пользы. В оптимизирующих компиляторах для выявления и удаления мёртвого и недостижимого кодов на уровне промежуточного представления^[en] используются оптимизации удаления мёртвого кода и удаления недостижимого кода. Для поиска мёртвого кода в исходном коде применяются всевозможные анализаторы и детекторы мёртвого кода^[4][5]. Такие анализаторы часто бывают встроены в компилятор или IDE и выдают соответствующие предупреждения о наличии в программе мёртвого кода во время её компиляции^[6][7][8].

Примеры

Рассмотрим следующий пример на языке Си:

 int foo(int x, int y)
 {
   int z; /* Объявление мёртвой переменной */
   z = x/y; /* Мёртвый код */
   return x*y;
 }

Здесь, операция z = x/y является мёртвым (бесполезным) кодом, так как результат работы этой операции, переменная z, в дальнейшем в программе не используется. Сама переменная z является мёртвой в процедуре foo. Если переменная y равна нулю, то операция, выполняющая бесполезное вычисление, спровоцирует исключение, следовательно её удаление, возможно, способно изменить вывод программы. Оптимизация удаления мёртвого кода удалит операцию z = x/y, только если не будет сомнений в том, что из-за этого не изменится результат работы программы^[9].

Применительно к исходному коду, недостижимый код часто называют мёртвым, хотя с точки зрения теории компиляторов это разные вещи. Рассмотрим следующий пример:

 int foo(void)
 {
   int x = 25;
   return x;
   x = 2*x; /* Недостижимый код */
   return 0; /* Недостижимый код */
 }

Здесь, операции x = 2*x и return 0 не могут быть исполнены ни при каких условиях, так как они происходят после безусловного возврата из процедуры и являются недостижимыми (операции, стоящие после возврата из процедуры могут и не являться недостижимым кодом, например, если на метку, стоящую после возврата ссылается оператор goto). Оптимизация удаления недостижимого кода может удалить эту операцию.

Анализ

Для выявления и удаления бесполезного кода, оптимизация удаления мёртвого кода использует результаты анализа потока данных^[en] (например анализа активных переменных^[en]) или осуществляет самостоятельный анализ SSA-представления программы. Оптимизация удаления недостижимого кода анализирует граф потока управления и устраняет недостижимые узлы.

При работе с бесполезным кодом используют консервативный подход: если операция, выполняющая бесполезное действие, может провоцировать исключение, и существует ненулевая вероятность того, что это исключение влияет на вывод программы, то не нужно удалять эту операцию^[9].

В исходном коде больших приложений бывает сложно распознать мёртвый код (бесполезный и недостижимый). Для этого могут применяется детекторы мёртвого кода^[4][5], выполняющие статический анализ кода. Многие компиляторы и IDE выдают предупреждения о объявленных, но неиспользуемых функциях, методах, классах, переменных^[6][7][8].

Мёртвый код и информационная безопасность

Для сокрытия алгоритмов, используемых в программе, с целью защиты интеллектуальной собственности, мёртвый код может добавляется в программу намеренно, в качестве затеняющего преобразования. Такое преобразование призвано увеличить энтропию кода, чтобы затруднить восстановление алгоритма, реализованного в программе. Так же, в целях затенения, в программу может добавляться недостижимый некорректный код: во время работы программы такой участок кода ни когда не исполняется и не вызывает ошибок, но дизассемблер или декомпилятор во время работы с этим участком кода могут повести себя непредсказуемо^[10][11].

Наличие в программе мёртвого и недостижимого кодов может являться уязвимостью, так как в такие участки кода могут внедряться программные закладки^[12][13].

См. также

• Недостижимый код
• Удаление недостижимого кода
• Удаление мёртвого кода

Примечания

1. ↑ Engineering a Compiler — С. 544.
2. ↑ Компиляторы — принципы, технологии, инструменты — С. 713, 714.
3. ↑ Debray, S. K., Evans, W., Muth, R., and De Sutter, B. 2000. Compiler techniques for code compaction. ACM Trans. Program. Lang. Syst. 22, 2 (Mar. 2000), 378-415. (summary Архивировано)
4. ↑ ^{1 2 3} Dead code detection and removal. Aivosto. Архивировано из первоисточника 6 августа 2012.
5. ↑ ^{1 2 3} Compares some free alternatives to DCD (Dead Code Detector). Java.net. Архивировано из первоисточника 23 сентября 2012.
6. ↑ ^{1 2} GCC online documentation. Options to Request or Suppress Warnings.. GNU Compiler Collection. Архивировано из первоисточника 26 июня 2012.
7. ↑ ^{1 2} JDT Plug-in Developer Guide. Compiling Java code.. eclipse.org. Архивировано из первоисточника 26 июня 2012.
8. ↑ ^{1 2} Discover dead code in your application using Code Analysis. Habib Heydarian, Microsoft Corp.. Архивировано из первоисточника 23 сентября 2012.
9. ↑ ^{1 2} Appel, A. W. Modern Compiler Implementation in Java. — Cambridge University Press, 2004. — С. 360. — ISBN 0-511-04286-8.
10. ↑ И. Ю. Иванов / Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко / О проблемах защиты интеллектуальной собственности в программных системах // Проблеми прграмування. — 2006. — №2-3 Спеціальний випуск — С. 68-72. (текст Архивировано)
11. ↑ Обфускация и её преодоление // Лаборатория взлома. — Май 2006. — С. 8-13. (текст Архивировано)
12. ↑ Торшенко Ю.А. / СПб ГУ ИТМО / Модель и метод обнаружения уязвимостей на начальных этапах промышленного проектирования программного продукта. — 2008. (текст Архивировано)
13. ↑ Сакулина М.С. / Выявление и устранение «мертвого кода» с использованием технологии программирования IBM Rational Application Developer. (текст Архивировано)

Литература

• Cooper and Torczon Engineering a Compiler. — Morgan Kaufmann, 2011. — С. 544-550, 593. — ISBN 978-0-12-088478-0
• Ахо, Альфред В.; Сети, Рави; Ульман, Джеффри Д. Компиляторы — принципы, технологии, инструменты. — Вильямс, 2003. — С. 713, 714, 733, 734. — ISBN 5-8459-0189-8
• Muchnick, Steven S. Advanced Compiler Design and Implementation. — Morgan Kaufmann Publishers, 1997. — С. 592-597. — ISBN 1-55860-320-4

Ссылки

• Проблема мертвого кода в архитектуре веб-приложений.
• Comparisons of some Java Dead Code Detector