本文關(guān)鍵詞：統(tǒng)一的軟件測(cè)試控制流覆蓋準(zhǔn)則體系及其符號(hào)執(zhí)行制導(dǎo)技術(shù)研究　出處：《南京大學(xué)》2016年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：軟件測(cè)試是軟件質(zhì)量保障的重要途徑,在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用。但是由于窮盡測(cè)試的成本極高,因此現(xiàn)實(shí)中度量測(cè)試的充分程度成為軟件測(cè)試領(lǐng)域一個(gè)重要問(wèn)題�；诳刂屏鞯能浖䴗y(cè)試覆蓋準(zhǔn)則正是在此基礎(chǔ)上被提出,通過(guò)度量測(cè)試過(guò)程中不同事件的發(fā)生情況來(lái)理解程序的行為并判斷測(cè)試的充分程度。傳統(tǒng)的控制流覆蓋準(zhǔn)則,如語(yǔ)句覆蓋、分支覆蓋,相對(duì)易于理解和實(shí)現(xiàn),因此應(yīng)用較為廣泛。但是,由于語(yǔ)句和分支所包含的信息較少,這些覆蓋準(zhǔn)則不能很好的展示程序的行為;而路徑覆蓋準(zhǔn)則能夠以較細(xì)的粒度來(lái)捕獲程序的行為,但是由于程序中路徑爆炸、路徑不可達(dá)等問(wèn)題的存在,實(shí)現(xiàn)這一準(zhǔn)則的成本很高,難以廣泛使用。因此,現(xiàn)有的各種基于控制流的測(cè)試覆蓋準(zhǔn)則不僅形式上存在差異,而且從分支覆蓋到路徑覆蓋之間存在巨大的復(fù)雜度和成本鴻溝,難以形成連續(xù)、統(tǒng)一的測(cè)試覆蓋譜系,使得工業(yè)界難以細(xì)粒度地控制和判斷測(cè)試投入。另一方面,在選定覆蓋準(zhǔn)則以后,如何有效地生成測(cè)試用例是軟件測(cè)試需要解決的又一重要問(wèn)題。符號(hào)執(zhí)行技術(shù)通過(guò)探索遍歷程序路徑空間自動(dòng)地生成測(cè)試用例,但是由于程序路徑空間十分龐大,需要有效的方法和技術(shù)制導(dǎo)符號(hào)執(zhí)行以提高測(cè)試用例生成效率、降低成本。本文圍繞建立統(tǒng)一的軟件測(cè)試控制流覆蓋準(zhǔn)則體系及其上的符號(hào)執(zhí)行制導(dǎo)技術(shù)展開(kāi)研究工作,具體包括以下幾個(gè)方面：1.提出一種統(tǒng)一的軟件測(cè)試控制流覆蓋準(zhǔn)則體系-Length-n Subpath Cover-age Criterion (LSC(n))。通過(guò)衡量程序中的Length-n Subpath,即連續(xù)n個(gè)分支組成的子路徑的覆蓋情況來(lái)靈活地獲取從分支覆蓋到路徑覆蓋之間的程序頻譜,為工業(yè)界細(xì)粒度、連續(xù)地控制和判斷測(cè)試投入提供支持。2.基于LSC(n),提出了面向程序中罕至部分的符號(hào)執(zhí)行制導(dǎo)策略。根據(jù)已探索部分的LSC(n)頻率,選取執(zhí)行頻率最低的Length-n Subpath對(duì)應(yīng)的執(zhí)行進(jìn)行進(jìn)一步的探索,并在符號(hào)執(zhí)行引擎KLEE上實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)的制導(dǎo)策略。實(shí)驗(yàn)表明,該方法可以有效地指導(dǎo)符號(hào)執(zhí)行快速的對(duì)程序整體進(jìn)行覆蓋、發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤。3.基于LSC(n),提出了面向程序中重點(diǎn)區(qū)域的符號(hào)執(zhí)行制導(dǎo)策略。針對(duì)測(cè)試人員需要對(duì)程序中的某些部分進(jìn)行重點(diǎn)的測(cè)試和檢查這一應(yīng)用場(chǎng)景,結(jié)合符號(hào)執(zhí)行過(guò)程中已探索部分的LSC(n)頻率及對(duì)重點(diǎn)部分的覆蓋情況為每個(gè)Length-n Subpath設(shè)置了一個(gè)權(quán)值,并選擇權(quán)值最高的Length-n Subpath對(duì)應(yīng)的執(zhí)行進(jìn)行進(jìn)一步的探索；基于以上方法,在符號(hào)執(zhí)行引擎KLEE上實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)的制導(dǎo)策略,實(shí)驗(yàn)表明,該方法可以更好地在重點(diǎn)部分進(jìn)行探索,并產(chǎn)生相應(yīng)的測(cè)試用例。4.基于LSC(n),提出了面向程序中特定目標(biāo)組的符號(hào)執(zhí)行制導(dǎo)策略。相對(duì)于對(duì)程序進(jìn)行全面或局部的探索,指導(dǎo)符號(hào)執(zhí)行針對(duì)特定目標(biāo)組(如關(guān)鍵語(yǔ)句或操作)能夠更加有效的減少探索的路徑空間。針對(duì)用戶(hù)給定的特定目標(biāo)語(yǔ)句組,計(jì)算出能覆蓋該語(yǔ)句組的所有Length-n Subpath集合,指導(dǎo)符號(hào)執(zhí)行在探索過(guò)程中枝剪不屬于該集合的Length-n Subpath對(duì)應(yīng)的執(zhí)行,使符號(hào)執(zhí)行僅關(guān)注覆蓋目標(biāo)語(yǔ)句組的路徑。在此基礎(chǔ)上,以靜態(tài)分析技術(shù)給出的缺陷警報(bào)信息為目標(biāo)組實(shí)例,結(jié)合緩存區(qū)溢出這一特定問(wèn)題實(shí)現(xiàn)了緩存區(qū)溢出缺陷警報(bào)審查和修復(fù)工具,實(shí)驗(yàn)表明,針對(duì)缺陷警報(bào)信息進(jìn)行探索可以有效的提高搜索效率,同時(shí)能根據(jù)符號(hào)執(zhí)行過(guò)程中的信息分辨缺陷的真實(shí)性。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP311.53

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本文編號(hào)：1332620