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onsmechanismen und alle gemeinsam benutzten Variablen modelliert und dazu
speichert, ob diese lesend und/oder schreibend benutzt werden. In diesem Graphen
werden dann alle möglichen Programmpfade eines Threads durchlaufen
und auf Basis dieser Traversierung kommt ein dynamischer Algorithmus zum
Einsatz, zum Beispiel Eraser. Klingt bis jetzt nicht so schwierig. Der Teufel steckt
aber im Detail.
Statische Werkzeuge haben speziell bei der Verwendung von Zeigern Probleme.
Sie können dann nicht immer feststellen, ob eine Variable von zwei
Threads gemeinsam verwendet wird und müssen sich dann auf Heuristiken stützen,
die zum Beispiel versuchen, über den Typ zu ermitteln, ob die Dereferenzierung
potenziell zur Laufzeit die gleiche Adresse betreffen kann. Semaphore können
binär (als Locks) verwendet werden oder als Zähler mit einem potenziell von
0 oder 1 verschiedenen Zählerstand. Auch da muss das Werkzeug eine Annahme
treffen, die zum Beispiel nach bekannten Design-Mustern für die Verwendung als
Zähler sucht. Eine weitere Problemstellung – und nicht die einzige – ist das
Erkennen, wann Code parallel ausgeführt wird. Enthält der Code Zeiger auf
Unterprogramme (Function Pointers), so kann es sehr schwer werden, festzustellen,
in welchem Thread-Kontext eine Prozedur ausgeführt wird. Auch hier müssen
dann wieder Heuristiken herhalten.
Wegen der Notwendigkeit des Einsatzes von Heuristiken neigen statische
Analysewerkzeuge zu deutlich mehr Falschwarnungen als dynamische Verfahren.
Ein Großteil der Intelligenz von statischen Werkzeugen steckt daher in Mechanismen
zur Ausfilterung und Priorisierung dieser Falschwarnungen.
Andere statische Verfahren verwenden anstelle des Kontrollflussgraphen abstrakte
Interpretation (siehe auch Kapitel 11 für ein weiteres Anwendungsbeispiel
von abstrakter Interpretation), und es gibt auch Ansätze mit Model Checking
und formalen Korrektheitsbeweisen. Es ist davon auszugehen, dass die formalen
Methoden bei großen Anwendungen schwer durchführbar sind. Ein Werkzeug
zur statischen Data-Race-Analyse in C ist zum Beispiel das gratis erhältliche
LockLint, Teil von Oracle Solaris Studio.
10.3.2 Vergleich zur dynamischen Data-Race-Analyse
Im Gegensatz zu den dynamischen Verfahren ist es bei statischen Verfahren nicht
notwendig, Testtreiber zu schreiben. Das ist von großem Vorteil, wenn man Systeme
analysiert, für die es keine umfassenden Systemtests mit hoher struktureller
Testabdeckung gibt oder wenn Testhardware nicht immer zur Hand ist. Der Test
von Linux ist ein klassisches Beispiel: unzählige Hardware-Treiber. Für dynamische
Tests müsste immer die jeweilige Hardware parat sein!
Nachdem der Code zur Analyse nicht instrumentiert werden muss, spielen
Platz- oder Laufzeitprobleme am Zielsystem keine Rolle. Die Ersparnis der
Erstellung der Testtreiber wird aber teilweise durch den hohen Aufwand bei der