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BCOV

効率的なバイナリレベルのカバレッジ分析のためのツール。 BCOV静的機器X86-64コンパイラサポートなしのELFバイナリ。プローブの剪定、正確なCFG分析、洗練された計装技術を備えています。この研究を2分間のティーザービデオにまとめました。

リソース

詳細は、esec/fse'20ペーパーで入手できます。ここでわずかに拡張されたプリプリントを見つけることができます。
LLVM-DEVメーリングリストに投稿があります。 BCOVを簡単に紹介し、潜在的な将来の仕事について説明します。
このブログ投稿では、剥がれたバイナリの関数定義の可用性について詳しく説明しています。
esec/fse'20の講演をここで見つけることができます。スライドデッキ（トランスクリプト付き）も利用できます。
bcovを使用してパッチを当てたバイナリのサンプルセットは、こちらから入手できます。ただし、ベンチマークの完全なセットは、アーカイブリポジトリで入手できます。

ソフトウェアの前提条件

次のソフトウェアパッケージを利用できる必要があります。

Capstone Branch next Commit＃C3B4CE1901
ユニコーンブランチmasterコミット＃536C4E77C4

両方のフレームワークの後のバージョンは原則として動作するはずですが、まだテストされていません。スクリプトinstall.sh 、インストールに使用できます。

研究の再現性

BCOVをインストールし、カバレッジ分析実験を実行するDockerFileを提供します。詳細については、補足アーティファクトをチェックアウトしてください。

使用法

このツールは、オプション--mode （または単に-m ）を使用して設定された次の操作モードをサポートします。

patch 。特定のバイナリにパッチします。
report 。パッチ付きバイナリとカバレッジデータファイルを与えられた報告のカバレッジ。
dump 。特定の関数のさまざまなプログラムグラフをダンプします。たとえば、CFGとドミネーターの木を捨てます。

次のコマンドを発行して、バイナリをパッチすることができます。

bcov -m patch -p any -v 5 -i perl -o perl.any

計装ポリシーは、任意のノードポリシーを指す、またはリーフノードポリシーを指すall anyに設定できます。

LD_PRELOADメカニズムを使用して、 libbcov-rt.soを注入することにより、カバレッジデータをダンプできます。たとえば、Artifactsリポジトリで見つけることができるサンプルバイナリperl.anyを試すことができます。

 export BCOV_OPTIONS= " coverage_dir= $PWD "   # sets the directory for dumping coverage data. Defaults to $PWD
export LD_PRELOAD= " [full-path-to-bcov-rt]/libbcov-rt.so "
./perl.any -e ' print "Hello, bcov!n" '

これにより、現在のディレクトリに拡張機能「.bcov」があるダンプファイルが生成されます。このファイルは、カバレッジレポートのためにBCOVに提供できます。

bcov -m report -p any -i ./perl -d perl.any.1588260679.1816.bcov > report.out

現在、 BCOVは分析結果をディスクに維持できません。したがって、カバレッジを報告するには、元のバイナリを再分析する必要があります。 File report.outの各基本ブロックについてカバレッジが報告されます。各行のデータは次のことをリストします。

BBアドレス
BB命令カウント
カバーされています
フォールスルーです（つまり、ブランチで終了しません）

また、各関数についてカバレッジの概要が報告されます。たとえば、基本的なブロックと命令のカバレッジ比を示しています。

特定の関数については、CFGやスーパーブロックドミネーターグラフなどのさまざまなプログラムグラフを選択的にダンプすることができます。たとえば、 perlの関数S_search_const検討してください。

bcov -m dump -f " S_search_const " -i ./perl

このコマンドは次のファイルをダンプします。

func_421d90.cfg.dot。関数のCFG。
FUNC_421D90.REV.CFG.DOT。 CFGに似ていますが、すべてのエッジが逆になります。
func_421d90.pre.dom.dot。優勢なツリー。
func_421d90.post.dom.dot。ポストドミネーターツリー。
func_421d90.sb.dom.dot。スーパーブロックドミネーターグラフ。

グラフは標準のドット形式でダンプされ、 xdotのようなドットビューアを使用して表示できます。詳細については、このブログ投稿を参照してください。

引用

アカデミックな仕事で引用するには、使用してください。

 @inproceedings{BenKhadra:FSE2020,
address = {Virtual Event, USA},
author = {{Ben Khadra}, M. Ammar and Stoffel, Dominik and Kunz, Wolfgang},
booktitle = {ACM Joint European Software Engineering Conference and Symposium on the Foundations of Software Engineering - ESEC/FSE'20},
doi = {10.1145/3368089.3409694},
pages = {1153--1164},
publisher = {ACM Press},
title = {{Efficient Binary-Level Coverage Analysis}},
year = {2020},
month = {nov},
day = {6--13}    
}