Test Data Generation for Exposing Interference Bugs in Multi-Threaded Systems

Tester les systèmes multi-thread est difficile en raison du comportement non-déterministe de l'environnement (ordonnanceurs, cache, interruptions) dans lequel ils s'exécutent. Comme ils ne peuvent contrôler l'environnement, les testeurs doivent recourir à des moyens indirects pour augmenter le nombre d'ordonnancements testés. Une autre source de non-déterminisme pour les systèmes multi-thread est l'accès à la mémoire partagée. Lors de leur exécution, les systèmes multi-thread peuvent générer des conditions de courses aux données ou d'interférence dues aux données partagées. La génération de jeux de test en utilisant des techniques basées sur les recherches locales a déjà fourni des solutions aux problèmes des tests de systèmes mono et multi-thread. Mais il n'y a pas encore eu de travaux abordant la question des bugs d'interférence dans les systèmes multi-thread en utilisant les recherches locales. Dans cette thèse, nous étudions la possibilité d'utiliser ces approches afin de maximiser la possibilité d'exposer des bugs d'interférence dans les systèmes multi-thread. Nous formulons notre hypothèse de recherche comme suit : les techniques basées sur les recherches locales peuvent être utilisées efficacement pour générer des jeux de test pour maximiser les conditions d'obtention de bugs d'interférence dans les systèmes multi-thread. Après étude de la littérature, nous avons découvert trois défis majeurs concernant l'utilisation des approches basées sur les recherches locales : C1 : Formuler le problème initial comme un problème de recherche locale, C2 : Développer une fonction de coût adaptée, et C3 : Trouver la meilleure recherche locale (la plus adaptée). Nous procédons d'abord à une étude préliminaire sur la façon dont ces défis peuvent être relevés dans les systèmes mono-thread. Nous pensons que nos résultats pourraient être ensuite applicables aux systèmes multi-thread. Pour notre première étude, nous abordons le problème de la génération des jeux de test pour lever des exceptions de type division par zéro dans un système mono-thread en utilisant des approches basées sur les recherches locales, tout en tenant compte de C1, C2 et C3. Nous constatons que les trois défis sont importants et peuvent être traitées, et que les approches basées sur les recherches locales sont nettement plus efficaces qu'une approche aléatoire lorsque le nombre de paramètres d'entrées croît. Nous traitons ensuite notre principal problème de génération de jeux de test afin de révéler des bugs d'interférence dans les systèmes multi-thread en utilisant des approches basées sur les recherches locales, tout en répondant aux trois mêmes défis. Nous avons constaté que même dans les systèmes multi-thread, il est important de traiter les trois défis et que les approches basées sur les recherches locales surpassent une approche aléatoire lorsque le nombre de paramètres d'entrée devient grand. Nous validons ainsi notre thèse. Cependant, d'autres études sont nécessaires afin de généraliser nos résultats.