심볼릭 배열 인덱스 참조 연산의 최적화를 통한 Concolic 테스팅의 커버리지 개선

Abstract

Concolic 테스팅 기법은 심볼릭 실행과 실제 실행 값을 이용하여 테스트 입력 값을 자동으로 생성하는 기법으로 실제 산업 분야에 활발히 적용되고 있기 때문에 이 기법을 개선하여 더 높은 커버리지를 달성하는 것이 중요하다. 이 concolic 테스팅 기법에서 더 높은 커버리지를 달성을 막는 주요 원인으로는 테스팅 실행 시 발생하는 심볼릭 변수의 값 실제화가 있다. 값 실제화는 테스팅 도구가 지원하지 않는 연산이 심볼릭 실행 경로에 포함될 때 발생하는데, 올바른 다음 테스트 입력 값을 생성하지 못하기도 하므로 예상한 실행 경로를 수행하는데 실패할 수 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 이 논문에서는 concolic 테스팅 도구 중 하나인 CREST에서 지원하지 않던 심볼릭 배열 인덱스 참조 연산을 적용하여 더 높은 커버리지를 달성한다. 이 심볼릭 배열 인덱스 참조 연산은 메모리 사용량이 크다는 문제점이 존재하는데, 이것은 연산 수행 시마다 스냅샷이라 부르는 해당 배열의 현재 심볼릭 메모리 상태 복사본이 생성되기 때문이다. 따라서 이 연산의 메모리 사용량을 줄이고자 최적화 기법 2가지를 제시하였다. 첫 번째 기법은 참조 연산 수행 시마다 생성되는 스냅샷들 중 동일한 스냅샷들을 제거하는 기법이다. 두 번째 기법은 이전에 생성된 스냅샷과 비교해 변경된 원소만을 새로운 스냅샷에 저장하는 기법이다. 실험에서 삼성 플래시 메모리의 디바이스 드라이버인 다중 섹터 읽기와 같은 4개의 실제 프로그램을 대상으로 테스팅을 수행해 기존 CREST에 비해 이 심볼릭 배열 인덱스 참조 연산 지원이 더 높은 커버리지를 달성함을 보여준다. 또한 최적화 기법들을 적용하였을 때 다중 섹터 읽기에서 메모리 사용량 및 수행 시간이 각각 기존의 8.60%, 23.66%로 감소하였고, 이를 통해 최적화 기법을 적용하였을 때 메모리 및 수행시간 측면에서 더 효율적으로 concolic 테스팅이 실행됨을 보여준다.