Time-Traveling Debugging Queries: Faster Program Exploration

International audienceEfficiently debugging a program requires program comprehension. To acquire it, developers explore the program execution, a task often performed using interactive debuggers. Unfortunately, exploring a program execution through standard interactive debuggers is a tedious and costly task. In this paper, we propose Time-Traveling Queries (TTQs) to ease program exploration. TTQs is a mechanism that automatically explores program executions to collect execution data. This data is used to time-travel through execution states, facilitating the exploration of program executions. We built a set of key TTQs based on typical questions developers ask when trying to understand programs. We conducted a user study with 34 participants to evaluate the impact of our queries on program comprehension activities. Results show that, compared to traditional debugging tools, TTQs significantly improve developers' precision, while reducing required time and efforts when performing program comprehension tasks

Design and Implementation of a Backward-In-Time Debugger

International audienceTraditional debugging and stepping execution trace are well-accepted techniques to understand deep internals about a program. However in many cases navigating the stack trace is not enough to find bugs, since the cause of a bug is often not in the stack trace anymore and old state is lost, so out of reach from the debugger. In this paper, we present the design and implementation of a backward-in-time debugger for a dynamic language, i.e., a debugger that allows one to navigate back the history of the application. We present the design and implementation of a backward-in-time debugger called UNSTUCK and show our solution to key implementation challenges

PECCit: An Omniscient Debugger for Web Development

Debugging can be an extremely expensive and time-consuming task for a software developer. To find a bug, the developer typically needs to navigate backwards through infected states and symptoms of the bug to find the initial defect. Modern debugging tools are not designed for navigating back-in-time and typically require the user to jump through hoops by setting breakpoints, re-executing, and guessing where errors occur. Omniscient debuggers offer back-in-time debugging capabilities to make this task easier. These debuggers trace the program allowing the user to navigate forwards and backwards through the execution, examine variable histories, and visualize program data and control flow. Presented in this thesis is PECCit, an omniscient debugger designed for backend web development. PECCit traces web frameworks remotely and provides a browser-based IDE to navigate through the trace. The user can even watch a preview of the web page as it\u27s being built line-by-line using a novel feature called capturing. To evaluate, PECCit was used to debug real-world problems provided by users of two Content Management Systems: WordPress and Drupal. In these case studies, PECCit\u27s features and debugging capabilities are demonstrated and contrasted with standard debugging techniques

Requirements for a software maintenance support environment

This thesis surveys the field of software maintenance, and addresses the maintenance requirements of the Aerospace Industry, which is developing inige projects, running over many years, and sometimes safety critical in nature (e.g. ARIANE 5, HERMES, COLUMBUS). Some projects are collaborative between distributed European partners. The industry will have to cope in the near and far future with the maintenance of these products and it will be essential to improve the software maintenance process and the environments for maintenance. Cost effective software maintenance needs an efficient, high quality and homogeneous environment or Integrated Project Support Environment (IPSE). Most IPSE work has addressed software development, and lias not fully considered the requirements of software maintenance. The aim of this project is to draw up a set of priorities and requirements for a Maintenance IPSE. An IPSE, however can only support a software maintenance method. The first stage of this project is to deline 'software maintenance best practice' addressing the organisational, managerial and technical aspects, along with an evaluation of software maintenance tools for Aerospace systems. From this and an evaluation of current IPSEs, the requirements for a Software Maintenance Support Environment are presented for maintenance of Aerospace software

Avion 1969-04-04

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A Rewriting-based, Parameterized Exploration Scheme for the Dynamic Analysis of Complex Software Systems

Los sistemas software actuales son artefactos complejos cuyo comportamiento es a menudo extremadamente difícil de entender. Este hecho ha llevado al desarrollo de metodologías formales muy sofisticadas para el análisis, comprensión y depuración de programas. El análisis de trazas de ejecución consiste en la búsqueda dinámica de contenidos específicos dentro de las trazas de ejecución de un cierto programa. La búsqueda puede llevarse a cabo hacia adelante o hacia atrás. Si bien el análisis hacia adelante se traduce en una forma de análisis de impacto que identifica el alcance y las posibles consecuencias de los cambios en la entrada del programa, el análisis hacia atrás permite llevar a cabo un rastreo de la procedencia; es decir, muestra como (partes de) la salida del programa depende de (partes de) su entrada y ayuda a estimar qué dato de la entrada es necesario modificar para llevar a cabo un cambio en el resultado. En esta tesis se investiga una serie de metodologías de análisis de trazas que son especialmente adecuadas para el análisis de trazas de ejecución largas y complejas en la lógica de reescritura, que es un marco lógico y semántico especialmente adecuado para la formalización de sistemas altamente concurrentes. La primera parte de la tesis se centra en desarrollar una técnica de análisis de trazas hacia atrás que alcanza enormes reducciones en el tamaño de la traza. Esta metodología se basa en la fragmentación incremental y favorece un mejor análisis y depuración ya que la mayoría de las inspecciones, tediosas e irrelevantes, que se realizan rutinariamente en el diagnostico y la localización de errores se pueden eliminar de forma automática. Esta técnica se ilustra por medio de varios ejemplos que ejecutamos mediante el sistema iJulienne, una herramienta interactiva de fragmentación que hemos desarrollado y que implementa la técnica de análisis de trazas hacia atrás. En la segunda parte de la tesis se formaliza un sistema paramétrico, flexible y dinámico, para la exploración de computaciones en la lógica de reescritura. El esquema implementa un algoritmo de animación gen érico que permite la ejecución indeterminista de una teoría de reescritura condicional dada y que puede ser objeto de seguimiento mediante el uso de diferentes modalidades, incluyendo una ejecución gradual paso a paso y una fragmentación automática hacia adelante y/o hacia atrás, lo que reduce drásticamente el tamaño y la complejidad de las trazas bajo inspección y permite a los usuarios evaluar de forma aislada los efectos de una declaración o instrucción dada, el seguimiento de los efectos del cambio de la entrada, y obtener información sobre el comportamiento del programa (o mala conducta del mismo). Por otra parte, la fragmentación de la traza de ejecución puede identificar nuevas oportunidades de optimización del programa. Con esta metodología, un analista puede navegar, fragmentar, filtrar o buscar en la traza durante la ejecución del programa. El marco de análisis de trazas gen érico se ha implementado en el sistema Anima y describimos una profunda evaluación experimental de este que demuestra la utilidad del enfoque propuesto.Frechina Navarro, F. (2014). A Rewriting-based, Parameterized Exploration Scheme for the Dynamic Analysis of Complex Software Systems [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/44234TESI