Tools and Language Elements for Testing, Encapsulation and Controlling Abstraction in Large Scale C++ Projects

A disszertáció új kutatási eredményeket mutat be három alapvető szoftver fejlesztési területen: tesztelés, egységbezárás és absztrakció. Az első három tézis az ún. nem-tolakodó teszteléssel foglalkozik, amely egy olyan tesztelési technika amely során nem szükséges semmilyen strukturális módosítást végrehajtanunk a termék forráskódján. Megvitatjuk a már létező nem-tolakodó tesztelési módszereket és felsoroljuk ezek előnyeit és hátrányait. Bevezetünk egy új, nem-tolakodó tesztelési módszert amely függvény hívás közbeavatkozáson alapszik és számos egyértelmű előnnyel rendelkezik a korábbi megoldásokhoz képest. Ezzel az új technikával képesek vagyunk függvényeket teszt dublőrökkel helyettesíteni még akkor is ha azok inline függvények. Továbbá bemutatunk két új kísérleti eljárást amelyek lehetővé teszik, hogy akár típusokat is helyettesítsünk teszt dublőrökkel: az egyik metódus szintaxis fa transzformációkon alapszik, a másik pedig fordítási idejű reflectionön. Demonstráljuk, hogy gyakran előfordul, hogy szükséges privát tagokhoz hozzáférni a nem-tolakodó tesztek esetében. Bemutatunk két új módszert a privát tagok eléréséhez (és ily módon támogatjuk a nem-tolakodó és fehér doboz tesztek létrehozását): egy program könyvtárat amely explicit sablon példányosításon alapszik, illetve az osztályon kívüli barát (friend) nyelvi elemet. Az egységbezárással kapcsolatosan szemléltetjük, hogy bizonyos nyelvi konstrukciók minta C++ barát (friend) túlzottan erős hozzáférést nyújthat egy osztály belső elemeihez. Ez a túlzott hozzáférés hibák forrása lehet az adott szoftverben. Javaslatot teszünk egy új nyelvi elem létrehozására amely lehetővé teszi, hogy megszorítsuk ezt a hozzáférést csupán néhány jól specifikált taghoz, ily módon erősítendő az egységbezárást és adatrejtést. Az egységbezárás mellett az absztrakció a másik alapvető szereplő ha nagy méretű szoftverek fejlesztéséről van szó. Különösen,ha többszálú programokról beszélünk. Bemutatunk egy új magas szintű C++ absztrakciót mely a read-copy-update konkurrens programozási mintán alapszik és elfogadható teljesítményt nyújt amellett, hogy kellően generikus és biztonságos használni. Az itt bemutatott új módszerek mindegyikéhez tartozik prototípus implementáció (ez alól kivételt képez a reflection alapú nem-tolakodó tesztelés ötlete)

Semantics and logics for signals

In operating systems such as Unix, processes can interact via signals. Signal handling resembles both exception handling and concurrent interleaving of processes. The handlers can be installed dynamically by the main program, but signals arrive non-deterministically; therefore, a handler may interrupt a program at any point. However, the interleaving of actions is not symmetric, in that the handler interrupts the main program, but not conversely. This thesis presents operational semantics and program logic for an idealized form of signal handling. To make signal handling logically tractable, we define handling to be block-structured. To reason about the interleaving of signal handlers, we adopt the idea of binary relations on states from rely-guarantee logics, imposing rely conditions on handlers. Given the one-way interleaving of signal handlers, the logic is less symmetric than rely-guarantee. We combine signal and exception handlers in the same language to investigate their interactions, specifically whether a handler can run more than once or is linearly used. We prove soundness of the program logic relative to a big-step operational semantics for signal handling. Then, we introduce and discuss reentrancy in various domains. Finally, we present our work towards logic with Reentrancy Linear Type System