Towards Comprehensive Sampling of SMT Solutions
Shuangyu Lyu, Chuan Luo, Ruizhi Shi, Wei Wu, Chanjuan Liu, Chunming Hu
这项工作的重点是有效地为可理解性模态理论(SMT)公式生成不同的解决方案,针对位向量,数组和未解释函数的理论,这是软件和硬件测试的关键任务。 生成多样化的 SMT 解决方案有助于在验证和测试过程中发现故障并检测安全违规行为,从而产生 SMT 采样问题,即构建少量解决方案,同时实现对约束空间的全面覆盖。 虽然高覆盖率对于探索系统行为至关重要,但减少解决方案的数量非常重要,因为过度的解决方案会增加测试时间和资源使用,从而破坏了效率。 在这项工作中,我们介绍了PanSampler,一种新颖的SMT采样器,通过少量解决方案实现高覆盖。 它集成了三种新颖的技术,即具有多样性感知的SMT算法,抽象语法树(AST)引导的评分函数和采样后优化技术,增强了其实际性能。 它迭代采样解决方案,评估候选人,并使用本地搜索来改进解决方案,确保少量样本的高覆盖率。 对实际基准的广泛实验表明,PanSampler具有显着更强的达到高目标覆盖率的能力,同时需要比当前采样器更少的解决方案来实现相同的覆盖水平。 此外,我们从实际软件系统收集的实践主题的经验评估表明,PanSampler实现了更高的故障检测能力,并将所需的测试用例数量从32.6%减少到76.4%,以达到相同的故障检测效率,从而大大提高了测试效率。 PanSampler推进SMT采样,降低了软件测试和硬件验证的成本。
This work focuses on effectively generating diverse solutions for satisfiability modulo theories (SMT) formulas, targeting the theories of bit-vectors, arrays, and uninterpreted functions, which is a critical task in software and hardware testing. Generating diverse SMT solutions helps uncover faults and detect safety violations during the verification and testing process, resulting in the SMT sampling problem, i.e., constructing a small number of solutions while achieving comprehensive coverage...