编译器缺陷辅助定位

编译器bug定位的难题

基于测试数据生成的编译器缺陷辅助定位技术分为基于频谱的缺陷辅助定位(SBFL),基于切片的缺陷辅助定位,基于变异的缺陷辅助定位,但无法用于编译器缺陷辅助定位。面对编译器缺陷辅助定位有三个挑战:编译器庞大致使在编译器上执行动态和静态分析非常耗时;编译器复杂则通过测试的测试代码和失败的测试代码的执行路径往往差别非常显著。

DiWi定位技术

作者提出编译器缺陷辅助定位技术DiWi,通过测试数据的生成来驱动编译器缺陷辅助定位。主要贡献是寻找证人测试代码(从可疑文件集合中消除无辜文件嫌疑的通过测试代码),基于它和给定的失败的测试代码,开发人员根据执行路径差异可以有效识别缺陷文件。

技术描述

在DiWi中,首先生成一组有效证人测试代码,将其与给定的失败测试代码进行覆盖信息的比较来辅助定义缺陷。
定义准则:
一:每一个证人测试代码应该与给定的失败测试代码有相似的编译器执行路径。
二:这一组证人测试代码应该在编译器的执行路径上具有足够多样性。

证人化变异

证人化变异为了满足第一个准则。证人化变异包括变量变异、操作变异和常量变异。变量变异指的是每一个代码变量都可以被改变成另一个兼容的变量或者类型;操作变异指的是每一个代码操作符都可以被变成其他可兼容的操作符;常量变异指的是每一个代码常量都可以被变成其他常量值。证人化变异如图1所示,其中变量(记洞v)、操作(记为洞o)和常量(记为洞~c),非终结符a、b和S代表算数表达式、布尔表达式和代码语句。终结符opa、opl、opr和opu表示了算数操作符、逻辑操作符、关系操作符和一元操作符。终结符x和n表示代码变量与常量。虽然这里使用WHILE风格语言来进行介绍,但是该技术可以应用到其他语言上,如C。
图1
图2

启发式证人测试代码生成

由于巨大的搜索空间和有限的计算资源,通过变异产生所有的证人测试代码,然后再从中选择一小组有效的证人测试代码是不可取的。基于该启示,DiWi提出一种启发式测试代码生成策略。在这里,DiWi使用覆盖距离来度量测试代码之间的多样性。距离公式如图3所示。
图3

基于聚合机制的编译器可疑文件排序

在生成了一组证人测试代码之后,DiWi通过分析这组证人测试代码和给定的失败测试代码来辅助定位编译器缺陷。通过借鉴基于频谱的缺陷定位思想,DiWi为每一个在可疑文件中的语句计算可疑度值。在这里,DiWi采用一种最广泛使用的SBFL公式Ochiai来计算每一个可疑语句的可疑度值。该计算如图所示。

图4
其中,e fs和n fs代表执行和没有执行语句s的失败的测试代码的数量,eps代表执行语句s的通过测试的测试代码的数量。在本章问题中,这里只有一个给定的失败测试代码并且仅仅考虑被失败测试代码覆盖的语句,因此,e fs为1和n fs为0。然后计算一个文件的可疑度值。
说明:该文章读取陈俊洁博士论文-数据驱动的编译器测试与调试若干技术研究编写。

### 使用C++编译器进行调试 对于Windows平台上的C++开发,多种编译器支持通过不同的IDE或编辑器集成环境来进行有效的调试工作。当采用Microsoft Visual Studio自带的MSVC编译器时,在Visual Studio环境中可以直接利用内置的强大调试功能[^1]。 如果选择Intel C++ Compiler (ICC),虽然能够成功完成项目构建并执行,但在特定情况下可能遇到某些限制,比如当前阶段尚不完全兼容OneAPI GDB用于启动调试过程的问题。这表明尽管ICC提供了高效的优化选项来提升性能,但对于希望深入探究代码行为或者排查复杂逻辑错误的开发者来说,可能会暂时面临不便之处。 针对GNU GCC/G++这类开源解决方案,则可以通过MinGW-w64轻松实现在VSCode中的集成,并借助GDB作为主要调试手段之一。为了使这一组合发挥最佳效果,通常建议先确保已正确安装必要的组件,包括但不限于VSCode本身及其扩展插件、MinGW-w64套件以及任何其他依赖项;之后再依照官方文档指导设置`launch.json`与`tasks.json`文件以定义具体的编译参数和调试图形界面配置[^2]。 #### 推荐的调试工具和方法 - **GDB**: GNU Debugger是一个广泛使用的命令行调试器,适用于GCC/G++编译的目标程序。它允许用户查看正在运行的应用内部状态,控制其执行流程,从而帮助定位潜在缺陷所在位置。 - **LLDB**: LLVM项目的成员之一,提供了一个现代化且易于使用的交互式前端给程序员用来分析崩溃报告或是探索应用程序的行为模式。相较于传统的GDB而言,LLDB拥有更好的用户体验和支持更多现代特性。 - **Visual Studio/VS Code + MSVC**: 对于那些习惯于图形化操作界面的人来说,微软自家的产品线无疑是首选方案。不仅因为它们之间天然良好的协作关系使得整个开发生命周期更加流畅无缝隙,而且也得益于丰富的可视化辅助功能极大地方便了日常编码任务管理及问题诊断处理。 ```json // 示例 launch.json 配置片段(基于 MinGW-GCC) { "version": "0.2.0", "configurations": [ { "name": "(gdb) Launch", "type": "cppdbg", "request": "launch", "program": "${workspaceFolder}/build/${fileBasenameNoExtension}.exe", "args": [], "stopAtEntry": false, "cwd": "${workspaceFolder}", "environment": [], "externalConsole": true, "MIMode": "gdb", "miDebuggerPath": "path/to/gdb.exe", // 替换为实际路径 "setupCommands": [ { "description": "Enable pretty-printing for gdb", "text": "-enable-pretty-printing", "ignoreFailures": true } ], "preLaunchTask": "C/C++: g++.exe build active file" } ] } ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值