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Title: An approach to safely evolve preprocessor-based C program families.
???metadata.dc.creator???: MEDEIROS, Flávio Mota.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: GHEYI, Rohit.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: RIBEIRO, Márcio.
Keywords: Pré-Processadores;Sistemas Customizáveis;Refatoramentos
Issue Date: 2016
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: MEDEIROS, F. M. An approach to safely evolve preprocessor-based C program families. 2016. 178 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) – Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2016. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/662
???metadata.dc.description.resumo???: Desde os anos 70, o pré-processador C é amplamente utilizado na prática para adaptar sistemas para diferentes plataformas e cenários de aplicação. Na academia, no entanto, o pré-processador tem recebido fortes críticas desde o início dos anos 90. Os pesquisadores têm criticado a sua falta de modularidade, a sua propensão para introduzir erros sutis e sua ofuscação do código fonte. Para entender melhor os problemas de usar o pré-processador C,considerando a percepção dos desenvolvedores, realizamos 40 entrevistas e uma pesquisa entre 202 desenvolvedores. Descobrimos que os desenvolvedores lidam com três problemas comuns na prática: erros relacionados à configuração, testes combinatórios e compreensão do código. Os desenvolvedores agravam estes problemas ao usar diretivas não disciplinadas, as quais não respeitam a estrutura sintática do código. Para evoluir famílias de programas de forma segura, foram propostas duas estratégias para a detecção de erros relacionados à configuração e um conjunto de 14 refatoramentos para remover diretivas não disciplinadas. Para lidar melhor com a grande quantidade de configurações do código fonte, a primeira estratégia considera todo o conjunto de configurações do código fonte e a segunda estratégia utiliza amostragem. Para propor um algoritmo de amostragem adequado, foram comparados 10 algoritmos com relação ao esforço (número de configurações para testar) e capacidade de detecção de erros (número de erros detectados nas configurações da amostra). Com base nos resultados deste estudo, foi proposto um algoritmo de amostragem. Estudos empíricos foram realizados usando 40 sistemas C do mundo real. Detectamos 128 erros relacionados à configuração, enviamos 43 correções para erros ainda não corrigidos e os desenvolvedores aceitaram 65% das correções. Os resultados de nossa pesquisa mostram que a maioria dos desenvolvedores preferem usar a versão refatorada,ou seja,disciplinada do código fonte,ao invés do código original com as diretivas não disciplinadas. Além disso,os desenvolvedores aceitaram 21 (75%) das 28 sugestões enviadas para transformar diretivas não disciplinadas em disciplinadas. Nossa pesquisa apresenta resultados úteis para desenvolvedores de código C durante suas tarefas de desenvolvimento, contribuindo para minimizar o número de erros relacionados à configuração, melhorar a compreensão e a manutenção do código fonte e orientar os desenvolvedores para realizar testes combinatórios.
Abstract: Since the 70s, the C preprocessor is still widely used in practice in a numbers of projects, including Apache,Linux ,and Libssh, totail or systems to different platforms and application scenarios. In academia,however, the preprocess or has received strong critic is msinceatl east the early 90s. Researchers have criticized its lack of separation of concerns, its proneness to introduce subtle errors, and its obfuscation of the source code. To better understand the problems of using the C preprocessor, taking the perception of developers into account, we conducted 40 interviewsandasurveyamong 202 developers. We found that developers deal with three common problems in practice: configuration-related bugs, combinatorial testing, and code comprehension. Developers aggravate these problems when using undisciplined directives (i.e., bad smells regarding preprocessor use), which are preprocessor directives thatdo notrespect thesyntactic structureof thesource code. To safely evolve preprocessor based program families, we proposed strategies to detect configuration-relatedbugs and bad smells, and a set of 14 refactorings to remove bad smells. To better deal with exponential configuration spaces, our strategies uses variability-aware analysis that considers the entire set of possible configurations, and sampling, which allows to reuse C tools that consider only one configuration at a time to detect bugs. To propose a suitable sampling algorithm, we compared 10 algorithms with respect to effort (i.e., number of configurations to test) andbug-detection capabilities (i.e.,numberofbugs detected in the sampled configurations). Based on the results, we proposed a sampling algorithm with an useful balance between effort and bug-detection capability. We performed empirical studies using a corpus of 40 C real-world systems. We detected 128 configuration-related bugs, submitted 43 patches to fix bugs not fixed yet, and developers accepted 65% of the patches. The results of our survey show that most developers prefer to use the refactored (i.e., disciplined) version of the code instead of the original code with undisciplined directives. Furthermore, developers accepted 21 (75%) out of 28 patches submitted to refactor undisciplined into disciplined directives. Our work presents useful findings for C developers during their development tasks, contributing to minimize the chances of introducing configuration-related bugs and bad smells, improve code comprehension, and guide developers to perform combinatorial testing.
Keywords: Pré-Processadores
Sistemas Customizáveis
Refatoramentos
???metadata.dc.subject.cnpq???: Ciências
Ciência da Computação
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/662
Appears in Collections:Doutorado em Ciência da Computação.

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