Findbugs：自定义检测器

Question

我正在 Findbugs 中编写自定义检测器。我想知道是否有任何方法可以跟踪 ASTORE 和相应的 ALOAD 指令？也就是说，如果 ASTORE 3 出现在我的字节码中，我想首先确定它是一个 ASTORE 指令然后它的 index（在这种情况下：3）并寻找具有相同索引的 ALOAD 指令（在这种情况下 ALOAD 3 指令）。

例如下面的字节码，我想读取ASTORE 8指令（第29行），看看有没有 ALOAD 指令与 index 8。即，ALOAD 8（可以在第 73 行看到）。

  29: astore        8
  31: aload_1       
  32: iconst_0      
  .
  .
  .
  .
  .
  .
  60: ldc           #54                 // String number
  62: aload         11
  64: invokeinterface #56,  3           // InterfaceMethod javax/servlet/http/HttpSession.setAttribute:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/Object;)V
  69: aload         12
  71: aload         7
  73: aload         8
  75: invokeinterface #62,  3           // InterfaceMethod com/ibm/itim/ws/services/WSSessionService.getNumber:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Lcom/ibm/itim/ws/model/WSSession;
  80: astore        14

此外，如果我找到相应的 ALOAD 指令，那么我想检查调用了哪个方法。我知道可以使用 sawOpcode() 方法进行检查，如下所示：

    if (seen == INVOKEINTERFACE){...}

简而言之，我想做这样的事情：

伪代码

    public void sawOpcode(int seen) {
    if (seen == ASTORE){
        //code to identify its index i;  i.e, ASTORE i
        if(seen == ALOAD_i){
            //if the corresponding ALOAD instruction is found...
            if(seen == INVOKEINTERFACE){

                // Identify the method invoked

            }
        }

不知道上面的做法对不对

Answer 1

对于简单的情况，最好扩展 OpcodeStackDetector。这个抽象 class 支持堆栈值的跟踪并存储有关它们的信息。您根本不应该关心 ASTORE、ALOAD 等。只需检查 INVOKEINTERFACE。例如，如果你想找到最后一个方法参数是另一个方法的return值的地方，你可以这样做：

public void sawOpcode(int seen) {
    if(seen == INVOKEINTERFACE && getMethodDescriptorOperand().getSlashedClassName()
        .equals("com/ibm/itim/ws/services/WSSessionService") &&
        getMethodDescriptorOperand().getName().equals("getNumber'))
    Item topStackItem = getStack().getStackItem(0);
    XMethod returnOf = topStackItem.getReturnValueOf();
    if(returnOf != null && returnOf.getName().equals("getParameter"))
        // here we go
    }
}

您可以在 getStackItem 调用中将 0 更改为其他数字以获取其他操作数。不幸的是，通过这种方式您可以知道该值是 getParameter 方法的 return，但不知道该方法中使用了哪些参数。

如果您需要跟踪更复杂的情况，那么最好使用ValueNumberAnalysis。这是一个简单而强大的概念：它只是为静态证明相同的值分配相同的数字。假设你想跟踪所有的请求参数。让我们在方法入口做一些准备（例如，在visitCode）：

private ValueNumberDataflow vna;
private Map<ValueNumber, String> vnToParameterName;

@Override
public void visit(Code code) {
    try {
        this.vna = getClassContext().getValueNumberDataflow(getMethod());
    } catch (DataflowAnalysisException | CFGBuilderException e) {
        bugReporter.logError("Unable to get VNA for "+getMethodDescriptor(), e);
        return;
    }
    this.vnToParameterName = new HashMap<>();
    super.visit(code);
}

Map 将用于存储值和相应的参数名称。这可以在 sawOpcode:

中完成

@Override
public void sawOpcode(int seen) {
    if(seen == INVOKEINTERFACE) {
        if(getNameConstantOperand().equals("getParameter") && 
                getSigConstantOperand().equals("(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;")
                /* && check the class if necessary */) {
            Object topValue = getStack().getStackItem(0).getConstant();
            if(topValue instanceof String) { // known parameter name like "name"
                // Iterate over locations corresponding to current PC 
                // (usually only one such location exists)
                for(Location location : vna.getCFG()
                        .getLocationsContainingInstructionWithOffset(getPC())) {
                    try {
                        // This frame contains value numbers 
                        // right after the INVOKEINTERFACE execution
                        ValueNumberFrame frame = vna.getFactAfterLocation(location);
                        // ValueNumber corresponding to the top stack value: 
                        // the return value of getParameters() method 
                        ValueNumber vn = frame.getTopValue();
                        vnToParameterName.put(vn, (String) topValue);
                    } catch (DataflowAnalysisException e) {
                        return;
                    }
                }
            }
        }
    }
}

现在您可以使用这张地图了。添加更多代码到 sawOpcode:

if(seen == INVOKEINTERFACE && getMethodDescriptorOperand().getSlashedClassName()
        .equals("com/ibm/itim/ws/services/WSSessionService") &&
        getMethodDescriptorOperand().getName().equals("getNumber"))
    for(Location location : vna.getCFG()
            .getLocationsContainingInstructionWithOffset(getPC())) {
        try {
            // This frame contains value numbers 
            // right before the INVOKEINTERFACE execution
            ValueNumberFrame frame = vna.getFactAtLocation(location);
            // ValueNumber corresponding to the top stack value: 
            // the last parameter for getNumber method
            ValueNumber vn = frame.getStackValue(0);
            String parameterName = vnToParameterName.get(vn);
            if(parameterName != null) {
                // hurrah: this parameter is in fact 
                // the return value of getParameter(parameterName)
            }
        } catch (DataflowAnalysisException e) {
            return;
        }
    }

我没有测试这段代码，所以可能会出现一些小问题。请注意 ValueNumberAnalysis 是非常强大的东西。它不仅能够跟踪 ASTORE/ALOAD，而且可以将任意数量的此值重新保存到另一个变量中，甚至（有一些限制）存储到随后加载的字段中。当然，如果您根本不使用局部变量（如 getNumber(request.getParameter("name"))），它也会起作用。

Findbugs：自定义检测器

Findbugs: custom detector

java

bytecode

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