automated test program generation for an industrial optimizing compiler

Association for Computing Machinery, ACM; IEEE; IEEE Computer Society; SIGSOFT

basic research in computer science and software engineering at sklcs

The State Key Laboratory of Computer Science (SKLCS) is committed to basic research in computer science and software engineering. The research topics of the laboratory include: concurrency theory, theory and algorithms for real-time systems, formal specifications based on context-free grammars, semantics of programming languages, model checking, automated reasoning, logic programming, software testing, software process improvement, middleware technology, parallel algorithms and parallel software, computer graphics and human-computer interaction. This paper describes these topics in some detail and summarizes some results obtained in recent years.

一种基于模型的并发系统测试目的描述

提出了带约束事件的时序逻辑TLCE,用于描述系统运行中输入/输出事件之间的时序关系以及对事件参数的数据相关性约束.阐述了一种基于模型的并发系统测试框架,采用TLCE描述测试目的以引导测试用例生成.缓存一致性协议和会议协议的实例研究中所生成的测试用例集显著优于随机测试用例集.这说明了TLCE作为测试目的描述的有效性.

基于pCTL的循环优化测试用例自动生成方法的研究与实现

编译优化是现代编译器的重要功能，编译优化测试对保障现代编译器质量有着重要作用。编译优化测试需要编写大量的测试用例程序作为输入，手工完成十分费时费力，因此，有必要研究编译优化测试用例的自动生成方法。 针对编译优化测试，有研究者提出并实现了一种基于分支时序逻辑的测试用例自动生成方法COT。该方法可以有效地生成标量优化测试用例程序，但该方法没有考虑程序中的数组和指针，对优化特征的描述也不能区分循环迭代中的语句实例，更不能刻画语句实例间的数据依赖关系，然而这些是刻画循环优化所必需的，因此，COT不适用于循环优化测试用例的自动生成。 本文针对COT方法的缺陷，首先提出了基于参数化分支时序逻辑pCTL (parameterized computation temporal logic)的循环优化描述方法，通过参数化COT的优化描述体系中的语句谓词、变量引用谓词和变量定义谓词实现了对循环迭代中的语句实例及语句实例间的数据依赖关系的描述。在此基础上，本文提出了基于pCTL 描述的循环优化测试用例自动生成方法COT2。该方法根据pCTL公式构造初始的关键节点控制图，再按照公式语义执行公式处理和虚边替换，得到完整的控制流图，最后计算数组引用下标，生成循环优化测试用例程序。 本文实现了COT2的系统原型，并用循环优化模块的覆盖率指标评价生成的测试用例的质量，实验结果表明该方法对循环优化具有针对性，是一种行之有效的方法。本文还用生成的测试用例程序对GCC各版本的循环优化模块进行了测试，并分析了错误发现数与各版本稳定性之间的关系，进一步验证了本文方法的有效性。

面向嵌入式实时软件的需求规约语言及检测方法

针对嵌入式实时软件需求规约及其检测问题,提出了基于层次并发有穷状态机的可合成的图形化建模语言RTRSM*(real-time requirements specification model*),利用转换有效期和事件预定机制来描述时间限制,能够较好地支持系统交互性和实时性的建模.为弥补RTRSM*作为操作性规约语言不便于性质描述的问题,提出了命题时序逻辑RITL(real-time interval temporal logic).该语言以时间状态序列为语义模型,具有基于区间和时间点的量化时间属性描述功能,能自然、全面地描述RTRSM*模型性质.介绍并讨论了基于两种语言的规约检测方法和技术,主要包括系统状态空间有穷的RTRSM*模型状态可达图的相关问题和规约的模拟执行.

一种编译优化测试用例自动生成方法的设计与实现

编译器的质量保证对提高软件产品的质量有着重要作用,对编译优化的测试是其中的核心部分.对编译优化的测试需要大量的测试用例程序.要构造这些测试用例,使用传统手工构造方法面临着效率低的问题,而基于文法的构造方法则针对性不足.从对优化的形式化描述出发来自动构造测试用例能克服这些缺点.本文设计并实现了一种基于形式化描述的编译优化测试用例程序生成方法.该方法基于编译优化的时序逻辑描述构造关键顶点控制流图,逐步转换为控制流图并得到用例程序.针对GCC(版本4.1.1)进行的覆盖率测试实验表明,该方法可以生成具有较高针对性的测试用例,并达到相当的覆盖程度.

基于时序逻辑证明编译优化程序变换的保义性

基于时序逻辑CTL(computation tree logic)的一种扩展CTL-FV对优化编译中的语句交换和变量替换这两种常见变换的保义性条件给出了形式刻画,采用含条件重写规则定义了保义语句交换Texch和保义变量替换Tsub,并基于一种归纳证明框架对它们的保义性进行了证明.此外,基于变换Texch对程序基本块内保依赖语句重排的保义性也给出了一种构造性的证明.

基于时序逻辑的编译优化测试用例生成方法

提出一种基于时序逻辑公式的关键节点控制图生成方法,生成的测试用例针对性强,容易扩展;并以该方法改进了一种编译优化自动化测试工具,在很大程度上消除了其测试冗余,提高了测试效率

基于时序逻辑的超文本描述

将基于时序逻辑的多媒体脚本描述模型从线性顺序时空关系描述推广到非线性时空关系的超文本描述，提出了一种新的超文本模型．通过该模型可将超文本的结点、链和超文本结构的逐步求精过程在一个统一的框架内描述．使用该模型设计的一个超文本标注语言已经实现，并基于该语言开发了一个交互式超文本编著环境．

基于XYZ/RE的多媒体同步器自动构造方法

XYZ系统是一个以增强软件可靠性和提高软件生产率为目的的程序开发支撑系统 .它由时序逻辑语言(temporal logic language,简称 TLL) XYZ/ E和以该语言为基础的一组软件工程工具组成 .为了研究 XYZ系统在多媒体领域中的应用问题 ,介绍了一种依据多媒体对象时序描述自动生成用 XYZ/ RE表示的播放同步器的方法 ,XYZ/ RE是时序逻辑语言族 XYZ/ E中表示实时系统的子语言 .与相关工作比较 ,该方法不仅可以处理简单的时序关系 ,而且可以处理嵌套的时序关系 ,所产生的同步器可以复用于不同的节目 .

一种面向软件工程的时序逻辑语言

ＸＹＺ系统由时序逻辑语言ＸＹＺ／Ｅ及一组基于该语言的ＣＡＳＥ工具集组成．ＸＹＺ／Ｅ语言的目的是欲使逐步求精，描述及验证、快速原型等一些软件工程方法更加有效．特别地，它还能表示实时通信进程中的动态成分．在统一的框架下，不仅能表示不同层次的抽象描述，而且能表示普通高级语言的各种重要性质．本文是关于这一时序逻辑语言最新、最完整的介绍．