基于符号执行的自动测试案例生成工具的研究与设计

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1、全Ａ种成＊赛ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ．Ａ专业学位硕±学位论文ｇＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥＩｔｗｉ论文题旨基于符号执行的自动测试案例ＡＩ生成工具的妍究与设计专业学位类别工程硕±乂学号２０１３２２２２０２４２作者姓名；秦小凤７＇：芋指导教师郭文生副教授．＾二Ｉ薄＇亩掉：独

2、湖性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。＞１占作者签名：‘毒日期；年少月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论

3、文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）立义作者答名：导师签名：气曰期：０＾年月曰７６＾分类号密级注1UDC学位论文基于符号执行的自动测试案例生成工具的研究与设计（题名和副题名）秦小凤（作者姓名）指导教师郭文生副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软件工程提交论文日期2016.3.18论文答辩日期2016.0

4、4.22学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchandDesignofSymbolicExecutionBasedAutomaticTestCaseGenerationToolAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMasterofEngineeringMajor:XiaofengQinAuthor:WenshengGuoSupervisor

5、:SchoolofInformationandSoftwareEngineeringSchool:摘要摘要软件测试是提高软件可靠性、确保软件质量的重要手段，在软件测试的各类方法中，测试案例占着举足轻重的位置。本文主要针对在软件测试过程中快速地生成高覆盖度的测试案例集进行了研究，涉及到的关键技术包括符号执行技术和满足性模理论，前者在测试案例生成中主要用于实现自动地构造出在被测试的程序中所具有的执行路径，并且其所构造的路径具有无冗余性的特点；后者主要用于为符号执行技术构造的路径生成对应的真实测试案例输入，由于前者构造的路径是无冗余

6、的，因此所生成的测试案例集也是无冗余的，所以在与传统冗余测试案例集相比而言可以在各种覆盖标准中获得更高的覆盖率。下面是四个本文主要的本文的研究和设计实现内容：第一，系统地研究了符号执行的技术背景、发展历史、研究现状、技术原理和面临的问题，对现有的6款动态符号执行工具进行了详细研究，并统计了领域中比较出名的多款动态符号执行工具，并对它们进行了对比分析。第二，对满足性模理论（SMT：SatisfiabilityModuloTheories）求解技术进行了研究，总结分析目前使用较为广泛的约束求解器，详细研究了由SMT-LIB组织提供

7、的所有SMT求解器都能够解析的通用语言的语法规则和脚本编写，为后文进行约束求解优化打下理论基础。第三，对各主流的动态符号执行工具的实现机制和架构进行了总结，为了实现为运行在不同平台的程序自动生成测试案例，设计实现了基于C/S模式的测试案例生成工具，其能够在不影响测试案例生成部分实现的基础上，提供多用户多平台的测试案例生成服务。第四，在第一和第二个研究的基础上，提出了针对路径爆炸问题和约束求解问题的解决方案，针对约束求解，设计实现通用的求解器调用接口，用以方便地扩展和调用不同的求解器，针对路径爆炸问题，设计实现了多种智能搜索策略

8、用以获得高分支覆盖，同时还设计实现了并行机制用以提高测试案例生成工具的效率。根据以上的研究内容，本文最终设计并实现了基于符号执行的自动测试案例生成工具AUTCS，AUTCS能够同时为多个用户提供自动测试案例生成远程服务，能够提供多种智能覆盖标准，并且针对自身架构缺陷和符号执行