Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2022
Идентификатор DOI: 10.18255/1818-1015-2022-3-246-264
Ключевые слова: program transformation, procedural programming, object-oriented programming, transpilation, compilation, programming languages, трансформация программ, процедурное программирование, объектно-ориентированное программирование, транспиляция, компиляция, языки программирования
Аннотация: В работе проводится анализ возможностей трансформации конструкций языка программирования C в объекты языка программирования EO. Особенностью рассматриваемого подхода является транспиляция из языка системного программирования в язык с более высоким уровнем абстракции, не поддерживающий непосредственные манипуляции с компьютерной памПоказать полностьюятью. К действиям, которые в этом случае необходимо поддерживать, относится использование разыменованных указателей, наложение данных различного типа на одну и ту же область памяти, а также различная интерпретация одних и тех же данных, расположенных в одном и том же адресном пространстве памяти. Принято решение о создании дополнительных EO-объектов, напрямую имитирующих непосредственную работу с компьютерной памятью в языке C и инкапсулирующих ненадежные операции с данными посредством указателей. Для отображения возможностей языка C, обеспечивающих взаимодействие с компьютерной памятью, предлагается абстрактный объект-память. Он представляет собой массив байт, при работе с которым возможны запись и чтение по заданному индексу. Для исследования вариантов и анализа полученных результатов разработан транспилятор, обеспечивающий необходимые трансформации. Он реализован на основе Clang, который формирует абстрактное синтаксическое дерево. Обработка этого дерева осуществляется с использованием библиотек LibTooling и LibASTMatchers. Рассмотренный подход оказывается целесообразным при решении ряда задач, к одной из которых относится статический анализ кода. Подобные решения позволяют выделить в отдельные программные объекты низкоуровневые фрагменты кода, акцентировав внимание на их изучении и возможных преобразованиях в более надежный код. The paper analyzes the possibilities of transforming C programming language constructs into objects of EO programming language. The key challenge of the method is the transpilation from a system programming language into a language of a higher level of abstraction, which doesn’t allow direct manipulations with computer memory. Almost all application and domain-oriented programming languages disable such direct access to memory. Operations that need to be supported in this case include the use of dereferenced pointers, the imposition of data of different types in the same memory area, and different interpretation of the same data which is located in the same memory address space. A decision was made to create additional EO-objects that directly simulate the interaction with computer memory as in C language. These objects encapsulate unreliable data operations which use pointers. An abstract memory object was proposed for simulating the capabilities of C language to provide interaction with computer memory. The memory object is essentially an array of bytes. It is possible to write into memory and read from memory at a given index. The number of bytes read or written depends on which object is being used. The transformation of various C language constructs into EO code is considered at the level of the compilation unit. To study the variants and analyze the results a transpiler was developed that provides necessary transformations. It is implemented on the basis of Clang, which forms an abstract syntax tree. This tree is processed using LibTooling and LibASTMatchers libraries. As a result of compiling a C program, code in EO language is generated. The considered approach turns out to be appropriate for solving different problems. One of such problems is static code analysis. Such solutions make it possible to isolate low-level code fragments into separate program objects, focusing on their study and possible transformations into more reliable code.
Журнал: Моделирование и анализ информационных систем
Выпуск журнала: Т. 29, № 3
Номера страниц: 246-264
ISSN журнала: 18181015
Место издания: Ярославль
Издатель: Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова