Qualification des générateurs de code source dans le domaine de l'avionique : le test automatisé des chaines de transformation de modèles

Qualification of source code generators in the avionics domain : automated testing of model transformation chains

• Auteur / Autrice : Elie Richa
• Direction : Laurent Pautet, Etienne Borde
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et réseaux
• Date : Soutenance le 15/12/2015
• Etablissement(s) : Paris, ENST
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Traitement et communication de l'information (Paris ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Fabrice Kordon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne Etien, Dominique Blouin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Talpin, Jordi Cabot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Logiciels -- Vérification

Code source (informatique)

Avionique

Mots clés libres

Génération automatique de code

Analyse de transformations de modèles

Test

Langage ATL

OCL

Transformation algébrique de graphe

Graphes imbriqués

Plus faible précondition

Oracles de tests model-to-text

Automatic code generation

Analysis of model transformations

Test

ATL language

OCL Object Constraint Language

Algebraic graph transformation

Nested graphs

Weakest precondition

Model-to-text test oracles

Résumé

Dans l’industrie de l’avionique, les Générateurs Automatiques de Code (GAC) sont de plus en plus utilisés pour produire des parties du logiciel embarqué. Puisque le code généré fait partie d’un logiciel critique, les standards de sûreté exigent une vérification approfondie du GAC: la qualification. Dans cette thèse en collaboration avec AdaCore, nous cherchons à réduire le coût des activités de test par des méthodes automatiques et efficaces.La première partie de la thèse aborde le sujet du test unitaire qui assure une exhaustivité élevée mais qui est difficile à réaliser pour les GACs. Nous proposons alors une méthode qui garantit le même niveau d’exhaustivité en n’utilisant que des tests d’intégration de mise en œuvre plus facile. Nous proposons tout d’abord une formalisation du langage ATL de définition du GAC dans la théorie des Transformations Algébriques de Graphes. Nous définissons ensuite une traduction de postconditions exprimant l’exhaustivité du test unitaire en des préconditions équivalentes qui permettent à terme de produire des tests d’intégration assurant le même niveau d’exhaustivité. Enfin, nous proposons d’optimiser l’algorithme complexe de notre analyse à l’aide de stratégies de simplification dont nous mesurons expérimentalement l’efficacité.La seconde partie du travail concerne les oracles de tests du GAC, c’est à dire le moyen de valider le code généré par le GAC lors d’un test. Nous proposons un langage de spécification de contraintes textuelles capables d’attester automatiquement de la validité du code généré. Cette approche est déployée expérimentalement à AdaCore pour le projet QGen, un générateur de code Ada/C à partir de Simulink®.

In the avionics industry, Automatic Code Generators (ACG) are increasingly used to produce parts of the embedded software. Since the generated code is part of critical software, safety standards require a thorough verification of the ACG called qualification. In this thesis in collaboration with AdaCore, we seek to reduce the cost of testing activities by automatic and effective methods.The first part of the thesis addresses the topic of unit testing which ensures exhaustiveness but is difficult to achieve for ACGs. We propose a method that guarantees the same level of exhaustiveness by using only integration tests which are easier to carry out. First, we propose a formalization of the ATL language in which the ACG is defined in the Algebraic Graph Transformation theory. We then define a translation of postconditions expressing the exhaustiveness of unit testing into equivalent preconditions that ultimately support the production of integration tests providing the same level of exhaustiveness. Finally, we propose to optimize the complex algorithm of our analysis using simplification strategies that we assess experimentally.The second part of the work addresses the oracles of ACG tests, i.e. the means of validating the code generated by the ACG during a test. We propose a language for the specification of textual constraints able to automatically check the validity of the generated code. This approach is experimentally deployed at AdaCore for a Simulink® to Ada/C ACG called QGen.