Locating Crashing Faults based on Crash Stack Traces
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Software crashes due to its increasing complexity. Once a crash happens, a crash report could be sent to software developers for investigation upon user permission. Because of the large number of crash reports and limited information, debugging for crashes is often a tedious and labor-intensive task. In this paper, we propose a statistical fault localization framework to help developers locate functions that contain crashing faults. We generate the execution traces for the failing traces based on the crash stack, and the passing traces from normal executions. We form program spectra by combining generated passing and failing trace, and then apply statistical fault localization techniques such as Ochiai to locate the crashing faults. We also propose two heuristics to improve the fault localization performance. We evaluate our approach using the real-world Firefox crash report data. The results show that the performance of our method is promising. Our approach permits developers to locate 63.9% crashing faults by examining only 5% Firefox 3.6 functions in the spectra.
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- 11. 2011 Dissertation Presentation 选题动机 ManualDebugging P r e s e n t e d b y 贡 亮 (2010212412) Gong. Liang 如果能够有某种技术自动定位缺陷 那么将会提高缺陷定位效率，提升软件 质量，降低维护成本。
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- 15. Ben Liblit 2003 年提出一种抽样插桩的方 法，他们的方法在采样率为1/1000时可以 保证插桩程序效率下降不超过5%，但是条 件是每种缺陷对应的崩溃报告至少需要 2300条，只适用于用户极广的软件系统比 如Office Xp. 正确执行路径 失败执行路径 可执行程序 #include <stdio.h> int main() { … } 含缺陷代码 (1) 插桩与编译 频谱缺陷 定位系统 Line 541 Line 387 … 可疑代码列表 (2) 执行测试用例 (3) 计算可疑度 现有频谱缺陷定位技术框架 ConventionalFaultLocalizationFramework
- 16. 正确执行路径 失败执行路径 可执行程序 #include <stdio.h> int main() { … } 含缺陷代码 (1) 插桩与编译 频谱缺陷 定位系统 Line 541 Line 387 … 可疑代码列表 (2) 执行测试用例 (3) 计算可疑度 以往基于频谱缺陷定位的方法需要在客户端进 行插桩，导致发布软件效率下降37%-625%导 致用户体验变差，设置软件不可用 现有频谱缺陷定位技术框架 ConventionalFaultLocalizationFramework
- 17. 2011 Dissertation Presentation 结果评估 Evaluation P r e s e n t e d b y 贡 亮 (2010212412) Gong. Liang 横轴表示阅读代码百分比 纵轴表示定位缺陷百分比
- 18. 2011 Dissertation Presentation 崩溃报告 CrashReport P r e s e n t e d b y 贡 亮 (2010212412) Gong. Liang 基于程序频谱(Program Spectra)的缺陷定位技术需 要使用程序动态执行的路径信息。 Gang-Ryung Uh等人的研究发现：程序插桩会使程 序变慢37%-625%，所以出于对客户体验的考虑，发布 版本中的程序中不会进行插桩。 所以通常崩溃报告系统只会记录如下信息： Information Description Details Product 产品编号 Date Processed 崩溃时间 Signature 崩溃的函数 Version 产品版本 OS Version 操作系统版本 Modules 崩溃时所载入模块 以及对应模块版本 Raw Dump 软件崩溃时 所有线程的调用栈 Extensions 所有安装的插件 以及对应版本号 Comments 用户评价以及其他信息
- 19. 2011 Dissertation Presentation 问题 CurrentSituation P r e s e n t e d b y 贡 亮 (2010212412) Gong. Liang 需要一种技术将频谱缺陷 定位应用于崩溃报告 崩溃报告源源不断发来, 信息不能有效利用 1 •Firefox 每周收到 至少12万条崩溃报告。 •Microsoft 已经收 到了累计超过10亿条 崩溃报告。 现有频谱缺陷定位技 术需要崩溃执行路径， 但是崩溃报告中没有。 2
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- 23. 2011 Dissertation Presentation 调用栈扩展 Illustration P r e s e n t e d b y 贡 亮 (2010212412) Gong. Liang (A) 函数调用图 (在函数 f11 处崩溃) (B) 崩溃调用栈 f1 → f3 f4 → f9 f1 → f4 f4 → f13 f2 → f6 f5 → f4 f3→ f6 f10 → f14 f3 → f7 f11 → f14 f3 → f12 f11 → f15 f12 → f11 f12 → f13 (C) 函数调用对 f9 f1 f3 f4 f6 f7 f12 f13 f15 f14 f11 f2 f10 f5 f11 f12 f3 f1 Frame 0 Frame 1 Frame 2 Frame 3
- 24. 2011 Dissertation Presentation 缺陷定位 FaultLocalization P r e s e n t e d b y 贡 亮 (2010212412) Gong. Liang f9 f1 f3 f4 f6 f7 f12 f13 f15 f14 f11 f2 f10 f5 距离 函数 ID 0 f1, f3, f12, f11 1 f4, f6, f7, f13, f14, f15 2 f9 (D) 函数与调用栈距离 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f9 f10 f11 f12 f13 f14 f15 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 第一层扩展 第二层扩展 (E) 调用栈扩展 (A) 函数调用图 (在函数 f11 处崩溃)
- 25. 2011 Dissertation Presentation 缺陷定位 FaultLocalization P r e s e n t e d b y 贡 亮 (2010212412) Gong. Liang f9 f1 f3 f4 f6 f7 f12 f13 f15 f14 f11 f2 f10 f5 (F) f11 扩展带来的噪音 f14 f15 { } B f11 函数体中的循环 CA (A) 函数调用图 (在函数 f11 处崩溃)
- 26. Level 1 Level 2 Level 3 2011 Dissertation Presentation 启发式规则 Heuristic-1 P r e s e n t e d b y 贡 亮 (2010212412) Gong. Liang
- 27. Mozilla Firefox is a free and open source web browser. As of August 2011, Firefox is the second most widely used browser.
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