Améliorer l'isolement des bugs de compilateur avec des modèles de langage
Une nouvelle méthode utilise des modèles de langage pour améliorer l'identification des bugs dans les compilateurs.
― 5 min lire
Table des matières
Les compilateurs jouent un rôle clé dans la création de systèmes logiciels fiables, mais quand ils ont des bugs, ça peut créer des problèmes graves. Il est important de trouver et corriger ces bugs rapidement et efficacement. Cependant, découvrir des bugs dans les compilateurs est compliqué parce qu'il y a souvent peu d'infos sur ce qui a mal tourné.
Une méthode courante pour résoudre ce problème s'appelle la mutation de programmes de test. Ça consiste à prendre un programme de test qui échoue (un qui cause un bug de compilateur) et à le modifier pour créer un programme de test qui réussit (un qui ne déclenche pas le bug). En comparant les deux, les développeurs peuvent repérer les parties du code qui pourraient poser problème.
Défis d'Isolation des Bugs
Les méthodes actuelles pour isoler les bugs des compilateurs ont leurs propres défis. Les stratégies existantes peuvent avoir du mal à générer une variété de programmes de test et nécessitent souvent beaucoup de travail manuel de la part des développeurs. Par exemple, une méthode pourrait ne permettre que des changements simples, tandis qu'une autre pourrait ne pas se concentrer sur les parties les plus pertinentes du programme.
Ça rend difficile la production efficace d'une gamme de programmes de test qui pourraient aider à identifier les problèmes. En plus, ces méthodes manquent souvent d'infos importantes liées au comportement du programme et peuvent mener à des erreurs inconnues. Globalement, ces limitations montrent clairement qu'il y a besoin de meilleures stratégies pour isoler les bugs des compilateurs.
Utilisation des Grands Modèles de Langage
Récemment, le développement de modèles de langage avancés a ouvert de nouvelles possibilités pour relever ces défis. Des modèles de langage comme ChatGPT peuvent générer du code et sont formés sur une énorme quantité de données de programmation. Ça veut dire qu'ils pourraient produire des programmes de test plus diversifiés et efficaces pour isoler les bugs.
Cependant, utiliser ces modèles directement pose des problèmes. Ce n'est pas toujours simple de créer des prompts clairs et utiles qui guident les modèles pour générer du code utile. De plus, différents bugs dans les compilateurs peuvent nécessiter des approches différentes, ce qui rend crucial de choisir le bon type de prompt pour chaque situation.
Approche Proposée
Pour mieux tirer parti de ces modèles de langage, une nouvelle méthode a été conçue avec trois composants principaux.
1. Production de Prompts Précis
Le premier composant se concentre sur la création de prompts clairs et spécifiques. Des prompts efficaces guident le modèle de langage dans la génération des mutations nécessaires. En analysant le code et en comprenant sa structure, cette méthode peut identifier les variables importantes et les zones à modifier.
2. Sélection de Prompts Mémorisés
Le deuxième composant implique un système qui apprend des succès passés. Ce système garde un enregistrement des prompts qui ont bien fonctionné pour certains types de bugs. Il utilise cette info pour faire des choix plus intelligents à l'avenir, rafflant continuellement sa capacité à générer des mutations utiles basées sur ses expériences passées.
3. Validation des Programmes de Test
Le dernier composant vise à garantir que les programmes de test générés sont valides et sans comportements indéfinis. Comme ça, tous les problèmes potentiels peuvent être identifiés tôt, réduisant le risque de rencontrer des erreurs plus tard dans le processus.
Efficacité de la Méthode Proposée
La nouvelle approche utilisant des modèles de langage a montré des résultats prometteurs quand elle a été testée par rapport aux stratégies existantes. Dans des essais impliquant plusieurs vrais bugs provenant de compilateurs populaires, la nouvelle méthode a isolé un nombre significatif de bugs supplémentaires par rapport aux approches traditionnelles. Ça indique que les nouveaux composants, surtout la sélection soignée des prompts et la validation des programmes de test, peuvent grandement améliorer le processus d'isolement des bugs.
Conclusion
En résumé, le processus d'isolement des bugs des compilateurs est essentiel pour maintenir la qualité des systèmes logiciels. Les limitations des méthodes existantes soulignent le besoin d'amélioration dans ce domaine. L'incorporation de modèles de langage avancés offre une nouvelle perspective pour relever ces défis. En développant une méthode qui inclut la production de prompts précis, des stratégies de sélection intelligentes et une validation approfondie, on peut significativement améliorer l'efficacité des efforts d'isolement des bugs.
Cette nouvelle approche offre non seulement de meilleurs résultats mais aussi minimise l'effort manuel requis, ouvrant la voie à des processus de débogage plus efficaces à l'avenir. Les avancées dans les modèles de langage promettent des possibilités passionnantes pour une exploration et un raffinement supplémentaires des techniques d'isolement des bugs, ce qui pourrait mener à des solutions encore plus efficaces dans le futur.
Titre: Isolating Compiler Bugs by Generating Effective Witness Programs with Large Language Models
Résumé: Compiler bugs pose a significant threat to safety-critical applications, and promptly as well as effectively isolating these bugs is crucial for assuring the quality of compilers. However, the limited availability of debugging information on reported bugs complicates the compiler bug isolation task. Existing compiler bug isolation approaches convert the problem into a test program mutation problem, but they are still limited by ineffective mutation strategies or high human effort requirements. Drawing inspiration from the recent progress of pre-trained Large Language Models (LLMs), such as ChatGPT, in code generation, we propose a new approach named LLM4CBI to utilize LLMs to generate effective test programs for compiler bug isolation. However, using LLMs directly for test program mutation may not yield the desired results due to the challenges associated with formulating precise prompts and selecting specialized prompts. To overcome the challenges, three new components are designed in LLM4CBI. First, LLM4CBI utilizes a program complexity-guided prompt production component, which leverages data and control flow analysis to identify the most valuable variables and locations in programs for mutation. Second, LLM4CBI employs a memorized prompt selection component, which adopts reinforcement learning to select specialized prompts for mutating test programs continuously. Third, a test program validation component is proposed to select specialized feedback prompts to avoid repeating the same mistakes during the mutation process. Compared with state-of-the-art approaches over 120 real bugs from GCC and LLVM, our evaluation demonstrates the advantages of LLM4CBI: It can isolate 69.70%/21.74% and 24.44%/8.92% more bugs than DiWi and RecBi within Top-1/Top-5 ranked results. We also demonstrate that the LLMs component used in LLM4CBI can be easily replaced while still achieving reasonable results.
Auteurs: Haoxin Tu, Zhide Zhou, He Jiang, Imam Nur Bani Yusuf, Yuxian Li, Lingxiao Jiang
Dernière mise à jour: 2024-05-08 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2307.00593
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.00593
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
Merci à arxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.
Liens de référence
- https://www.michaelshell.org/
- https://www.michaelshell.org/tex/ieeetran/
- https://www.ctan.org/pkg/ieeetran
- https://www.ieee.org/
- https://www.latex-project.org/
- https://www.michaelshell.org/tex/testflow/
- https://www.ctan.org/pkg/ifpdf
- https://www.ctan.org/pkg/cite
- https://www.ctan.org/pkg/graphicx
- https://www.ctan.org/pkg/epslatex
- https://www.tug.org/applications/pdftex
- https://wwwli.ctan.org/pkg/amsmath
- https://www.ctan.org/pkg/algorithms
- https://www.ctan.org/pkg/algorithmicx
- https://www.ctan.org/pkg/array
- https://www.ctan.org/pkg/subfig
- https://www.ctan.org/pkg/fixltx2e
- https://www.ctan.org/pkg/stfloats
- https://www.ctan.org/pkg/dblfloatfix
- https://www.ctan.org/pkg/endfloat
- https://www.ctan.org/pkg/url
- https://www.michaelshell.org/contact.html
- https://github.com/haoxintu/LLM4CBI
- https://bugs.llvm.org/show_bug.cgi?id=16041
- https://www.rdocumentation.org/packages/stats/versions/3.6.2/topics/wilcox.test
- https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=64682
- https://github.com/bysiber/text_similarity_tfidf
- https://github.com/ggerganov/ggml
- https://huggingface.co/
- https://github.com/abetlen/llama-cpp-python
- https://openai.com/pricing
- https://www.springboard.com/blog/data-science/machine-learning-gpt-3-open-ai/
- https://mirror.ctan.org/biblio/bibtex/contrib/doc/
- https://www.michaelshell.org/tex/ieeetran/bibtex/