面向程序分析的插桩技术研究

为了满足测试覆盖分析和软件调试等程序分析技术对插桩技术的需求,提出了插桩模型,开发了一款实用的插桩工具。基于双缓冲技术,构建词法分析器和语法分析器。在语法分析归约时同步收集插桩信息,然后根据插桩策略执行插桩,生成目标文件。得到的程序运行时信息被应用于影响广泛的四种软件自动调试分析方法。对于这四种方法。缺陷语句均被准确识别为最可疑语句。应用结果表明,该方法能够为准确高效的程序分析提供必要的运行时信息。     

轻量级嵌入式软件动态二进制插桩算法

软件二进制插桩是软件性能分析、漏洞挖掘、质量评价领域的关键技术.在嵌入式环境下,传统动态插桩算法受到无操作系统、CPU架构复杂、内存资源紧张等局限,难以展开工作.文章以软件动态二进制插桩算法为研究目的,通过静态特征分析和动态跟踪算法,引入图论算法对固件中的二进制进行分析,提出了嵌入式设备远程调试协议,实现了对软件运行时...     

程序调试、监测与性能分析的一体化工具*

随着高性能芯片及高性能计算的应用,人们对调试器的要求不再仅局限于“正确性调试”,而是更进一步要求进行“性能调试”,即在正确性的基础上,通过对程序的细调而获得最佳性能.正确性调试和性能调试通常由独立的工具支持,这种模式已不能很好地支持高性能计算.介绍了一个为高性能SIMD芯片设计的同时具有正确性调试和性能调试功能的可视化工具.它集程序调试、行为监测和性能分析为一体,改善了高性能程序的开发周期,为高性能计算提供了强有力的支持.     

基于动态插桩的程序分析工具的性能改进

基于动态插桩的工具被广泛应用于程序分析中, 但该类工具都面临着严重的性能问题。这类工具的性能开销主要由两部分组成, 即插桩引擎的开销和用户定义的分析程序的开销。为降低用户定义的分析工具的开销, 首先分析了基于动态插桩的工具的性能开销的组成, 并通过实验分析了造成性能开销的几点原因及其对工具的性能影响; 根据分析结论提出了使用离线分析方式来优化工具性能, 最后通过并行数据收集来进一步提升工具性能。使用该方法能减少分析程序5%～15%的CPU占用时间。     

多集群并行作业的性能监测及分析

介绍一种多集群计算模式,在分析了多集群系统结构灵活、具有可重组性等特点的基础上,研究适用于该模式的并行作业性能监测分析方法与技术,设计和实现了一个并行作业性能监测分析工具。它采用动态性能分析方法,遵循分布式软件设计架构,具有高内聚、低耦合的模块组织结构,运行验证表明其能够在多集群计算模式下有效工作。     

模糊测试中的静态插桩技术

模糊测试是一种行之有效的软件缺陷检测方法. 其基本思想是生成大量随机输入,从而广泛探索程序行为,并以此发现程序崩溃和崩溃背后的软件缺陷. 显然,纯随机的输入无法高效探索程序行为,大量程序缺陷也难以导致崩溃. 为了进一步提升模糊测试的有效性,模糊测试往往引入静态插桩技术,用于加快探索程序状态空间速度,提升发现缺陷的能力.因此,引入静态插桩已经成为当下模糊测试的经典实践. 聚焦于模糊测试场景下的插桩需求,除了介绍静态插桩技术的基本原理外,从安全特性强化和导向信息收集两个视角出发,系统性地分析了当下静态插桩的典型方法. 同时,针对插桩的额外开销问题,全面地测量了不同插桩方案下的程序的执行速度,并与基线的未插桩程序进行比对. 最后基于上述分析和测量,初步展望了静态插桩的优化方向.

     

一个基于Eclipse的通用Java程序插桩工具

插桩技术作为一种有效理解程序动态行为的手段,已经被广泛应用于程序分析、测试和验证中。然而,由于缺少通用的插桩工具,各种具体的应用往往需要从头开发特定的插桩程序,存在着大量的重复性工作。此外,由于在原始程序中插入了大量额外代码,致使调试过程变得更加复杂和困难。针对这些问题,提出了一个基于Eclipse的通用Java代码插桩工具,即通过规则定义匹配程序的执行点,从而定制针对各种分析、测试和验证插桩需求的支持。通过对插桩代码片段的显式/隐式切换实现其可见性管理,从而确保程序的理解和调试过程不受插桩代码影响。通过使用该工具,可以更好地将插桩技术应用于Java程序开发中。     

基于性能分析的自适应插桩框架

插桩技术用于跟踪获取软件系统的运行时信息,是软件性能管理工具中不可或缺的一个部分。目前,存在的各类插桩工具所产生的插桩点在目标程序运行的过程中往往是不可改变的。在实际的程序异常、错误检测中,用户关心的程序代码的位置在不同阶段往往不同,因此目标程序运行的不同阶段所需要获取信息的插桩点位置是不同的,如果插桩点过多会导致插桩工具浪费系统资源,产生系统资源消耗过大的问题;插桩点过少则会导致无法准确定位目标软件发生异常位置。针对以上问题,使用基于线性回归和K-Means的分析模型,分析目标软件的性能数据,在其运行过程中动态地改变插桩点,尽可能的减少资源的消耗;另外,采用朴素贝叶斯分类模型对插桩类进行筛选,减少植入插桩点的类,可降低插桩带来的资源消耗。实验表明：与传统的工具相比,使用此插桩框架进行监控,被测网页的平均响应时间减少6.88%,同时对目标程序的干扰更小。     

基于路径覆盖插桩的可执行代码测试工具实现

为解决传统程序插桩技术存在代码膨胀和运行时间较长的问题,提出对可执行代码进行控制流路径覆盖消除冗余的插桩策略。依据该策略设计一种针对Java可执行代码的单元测试工具,完成程序执行路径跟踪和覆盖率分析。对测试工具进行功能验证和性能分析,结果表明,该策略能够有效减少插桩点数量,降低插桩对被测程序时间特性的影响。     

基于插桩和布尔逻辑的运行时程序验证框架

针对软件测试和静态程序验证中存在的连续性程序执行验证和推理问题,提出一个基于程序插桩和布尔逻辑的运行时程序验证框架——RPA。定义一种用于描述运行时程序性质和规范的动态逻辑语言RPAL,实现自动化插桩以收集运行时程序状态信息,设计一个支持高效验证的句子调度算法。实验结果表明,结合合适的谓词扩展,RPA可以有效地验证和分析软件逻辑,发现潜在的软件错误。     

化工企业自动化仪表的设计探讨

良好的化工企业自动化仪表设计可以优化自动化仪表的使用性能，提高其适应性。简要介绍了化工企业自动化仪表及其设计原则和仪表分类，阐述了化工企业自动化仪表的基本设计理念。     

Dynamic Instrumentation, Performance Monitoring and Analysis of Grid Scientific Workflows

While existing work concentrates on developing QoS models of business workflows and Web services, few tools have been developed to support the monitoring and performance analysis of scientific workflows in Grids. This paper describes novel Grid services for dynamic instrumentation of Grid-based applications, performance monitoring and analysis of Grid scientific workflows. We describe a Grid dynamic instrumentation service that provides a widely accessible interface for other services and users to conduct the dynamic instrumentation of Grid applications during the runtime. We introduce a Grid performance analysis service for Grid scientific workflows. The analysis service utilizes various types of data including workflow graphs, monitoring data of resources, execution status of activities, and performance measurements obtained from the dynamic instrumentation of invoked applications, and provides a rich set of functionalities and features to support the online monitoring and performance analysis of scientific workflows. Workflows and their relevant information including performance metrics are stored and utilized for comparing the performance of constructs of different workflows and for supporting multi-workflow analysis. The work described in this paper is supported in part by the Austrian Science Fund as part of the Aurora Project under contract SFBF1104 and by the European Union through the IST-2002-511385 project K-WfGrid.     

软件测试中代码分析与插装技术的研究

软件测试作为软件工程的重要组成部分对提高软件质量和可靠性起到了不可忽视的作用。软件白盒测试自动化工具WBoxTool中对标准C/C++程序进行了可视化的插装和监视,收集程序动态运行信息,并进行可靠的测试分析。该文介绍了在工具WBoxTool中使用的代码分析和插装测试技术,并给出插装测试方法的一些实例应用和分析。     

PVM动态跟踪机制的改进和扩充

本文介绍了并行程序动态性能监测的一般概念和方法。在分析ＰＶＭ内部跟踪机制及其在动态跟踪方面缺陷的基础上,对其进行了相应的改进和扩充,并在一个基于ＰＶＭ的并行程序可视化性能分析系统ＶＥＮＵＳ中得到了实现。     

Dynamic Binary Instrumentation and Data Aggregation on Large Scale Systems

Dynamic binary instrumentation for performance analysis on large scale architectures such as the IBM Blue Gene/L system (BG/L) poses unique challenges. Their unprecedented scale and often limited OS support require new mechanisms to organize binary instrumentation, to interact with the target application, and to collect the resulting data. We describe the design and current status of a new implementation of the Dynamic Probe Class Library (DPCL) API for large scale systems. DPCL provides an easy to use layer for dynamic instrumentation on parallel MPI applications based on the DynInst dynamic instrumentation library for sequential platforms. Our work includes modifying DynInst to control instrumentation from remote I/O nodes and porting DPCL’s communication for performance data collection to use MRNet, a tree-based overlay network that (TBON) supports scalable multicast and data reduction. We describe extensions to the DPCL API that support instrumentation of task subsets and aggregation of collected performance data.     

Java多线程动态测试中的插装

软件测试是保证软件质量的重要手段,软件测试工具可以使测试过程变得自动化,覆盖分析为测试提供了可信度测量。该文研究了Java多线程动态测试中的覆盖率分析和线程分析一些度量标准,实现覆盖分析自动化和线程分析自动化的关键技术是程序插装。文章给出了实现此测试所需要的插装。     

自动化仪表的日常维护及常见故障分析

分析自动化仪表常见问题出现的原因,介绍维护措施,并提出注意事项.     

多种动态二进制代码插入框架的研究与分析

随着软件系统功能的日益强大,软件编写的代码量呈指数趋势增长,程序错误控制和程序性能优化变得越来越困难。为了在代码量增加的情况下,有效控制程序质量,改进程序性能,程序员大多采用动态二进制分析工具进行程序分析。动态二进制代码插入框架有效地简化了动态二进制工具的构建,因此准确掌握每种动态二进制代码插入框架的特征,成为准确构建不同工具的前提。本文通过对常用的五种二进制代码插入框架进行深入研究分析,总结归纳了每种框架的特点和特定情况下的适用性,为在工具构建过程中进行框架的准确有效选择提供了参考。