13.1Динамическое ветвление

Программу, состоящую из нескольких сотен тысяч строк, невозможно рассматривать как простую совокупность команд. На таком уровне детализации "за деревьями леса не видно". Сначала необходимо проанализировать взаимосвязь отдельных функций друг с другом, выделить интересующие фрагменты и лишь затем изучать реализацию самих функций. Чем выше степень дробления программы, тем труднее анализ. Элементарные функции, состоящие из десятка строк, сами по себе дают мало информации. Для формирования целостной картины необходимо рассмотреть вызывающий их код, поднимаясь по иерархии вызовов до тех пор, пока не удастся реконструировать весь алгоритм целиком или, по крайней мере, охватить его ключевой фрагмент. Чтобы построить дерево вызовов, нужно уметь отслеживать перекрестные ссылки в обоих направлениях: определять, какой функции передается управление данным вызовом, и, наоборот, находить все вызовы, передающие управление данной функции.

Этому легко воспрепятствовать, воспользовавшись динамическим ветвлением - т.е. вычислением адреса перехода непосредственно перед передачей управления. Если функция возвращает не результат своей работы, а указатель на следующую выполняемую функцию (результат работы можно возвратить через аргументы, переданные по ссылке), то статический анализ не позволит определить порядок выполнения программы и построить дерево вызовов станет невозможно. Попутно исчезнет масса дублируемого кода, в частности, станет ненужной проверка результата завершения на корректность - в случае возникновения ошибки функция сама передаст управление нужной ветви программы.

Здесь стоит сделать одну оговорку. Язык Си не позволяет объявить функцию, возвращающую указатель на функции - это объявление рекурсивное. Приходится объявлять функцию, возвращающую бестиповой указатель void *. Аналогично - если функция в ходе своей работы вызывает какие-то другие функции, лучше делать это не напрямую, а передавать указатели на вызываемые функции как аргументы. Такой подход не только препятствует анализу, но еще и увеличивает гибкость программы, облегчая повторное использование старого кода в новых проектах - при должной культуре программирования каждая функция представляет "вещь в себе" и не привязана ко всем остальным.

13.2Контекстная зависимость

Рассмотрим теперь другой прием, когда алгоритм работы большинства функций зависит от флага - глобальной переменной в пределах одного модуля. Если флаги изменяются в зависимости от результата, возвращаемого функцией, автоматически возникает контекстная зависимость (не слишком сильная, но это лучше, чем ничего). Работа одной функции становится зависимой от других, вызванных до нее. Анализ одной, отдельно взятой функции, становится многовариантным. Чтобы определить, что конкретно она делает, необходимо знать значение флагов, а значит - иметь представление о том, какие функции выполнялись до этого и какие именно данные они обрабатывали.

Опять замечание: в многопоточной среде глобальный флаг можно использовать только в том случае, если все потоки явно синхронизованы; в противном случае необходимо предоставить каждому потоку свой собственный экземпляр флага. Глобальный флаг требует особого внимания, малейшая небрежность приводит к трудноуловимым ошибкам. Разобраться в программе с множеством одновременно выполняемых потоков, манипулирующих с одной переменной, невероятно трудно; малейшая невнимательность или излишняя торопливость приводят к ошибкам анализа, затрудняющим понимание сути алгоритма.