論文の概要: Finding Compiler Bugs through Cross-Language Code Generator and Differential Testing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.06584v1
• Date: Wed, 09 Jul 2025 06:33:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-10 17:37:43.49348
• Title: Finding Compiler Bugs through Cross-Language Code Generator and Differential Testing
• Title（参考訳）: クロスランゲージコードジェネレータと差分テストによるコンパイラバグの検出
• Authors: Qiong Feng, Xiaotian Ma, Ziyuan Feng, Marat Akhin, Wei Song, Peng Liang,
• Abstract要約: CrossLangFuzzerは多種多様な型パラメータと複雑な継承構造を持つ言語横断のテストプログラムを生成する。 Kotlinコンパイラの10のバグ、Groovyコンパイラの4つのバグ、Scala 3コンパイラの7つのバグ、Scala 2コンパイラの2つのバグ、Javaコンパイラの1つのバグを発見した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.072167151876496
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Compilers play a central role in translating high-level code into executable programs, making their correctness essential for ensuring code safety and reliability. While extensive research has focused on verifying the correctness of compilers for single-language compilation, the correctness of cross-language compilation - which involves the interaction between two languages and their respective compilers - remains largely unexplored. To fill this research gap, we propose CrossLangFuzzer, a novel framework that introduces a universal intermediate representation (IR) for JVM-based languages and automatically generates cross-language test programs with diverse type parameters and complex inheritance structures. After generating the initial IR, CrossLangFuzzer applies three mutation techniques - LangShuffler, FunctionRemoval, and TypeChanger - to enhance program diversity. By evaluating both the original and mutated programs across multiple compiler versions, CrossLangFuzzer successfully uncovered 10 confirmed bugs in the Kotlin compiler, 4 confirmed bugs in the Groovy compiler, 7 confirmed bugs in the Scala 3 compiler, 2 confirmed bugs in the Scala 2 compiler, and 1 confirmed bug in the Java compiler. Among all mutators, TypeChanger is the most effective, detecting 11 of the 24 compiler bugs. Furthermore, we analyze the symptoms and root causes of cross-compilation bugs, examining the respective responsibilities of language compilers when incorrect behavior occurs during cross-language compilation. To the best of our knowledge, this is the firstwork specifically focused on identifying and diagnosing compiler bugs in cross-language compilation scenarios. Our research helps to understand these challenges and contributes to improving compiler correctness in multi-language environments.
• Abstract（参考訳）: コンパイラは高レベルのコードを実行可能なプログラムに変換する上で中心的な役割を果たす。 シングル言語コンパイルのコンパイラの正当性を検証する研究が盛んに行われているが、言語間のコンパイルの正当性は、2つの言語とそれぞれのコンパイラ間の相互作用に関係している。 この研究ギャップを埋めるために、JVMベースの言語に共通中間表現(IR)を導入し、多種多様な型パラメータと複雑な継承構造を持つクロス言語テストプログラムを自動的に生成する新しいフレームワークであるCrossLangFuzzerを提案する。 最初のIRを生成した後、CrossLangFuzzerはプログラムの多様性を高めるために、LangShuffler、FunctionRemoval、TypeChangerの3つの突然変異テクニックを適用している。 オリジナルのプログラムと変更プログラムを複数のコンパイラバージョンで評価することにより、CrossLangFuzzerは、Kotlinコンパイラの10の確認バグ、Groovyコンパイラの4の確認バグ、Scala 3コンパイラの7の確認バグ、Scala 2コンパイラの2の確認バグ、Javaコンパイラの1の確認バグを発見した。 すべてのミュータの中で、TypeChangerが最も効果的で、24のコンパイラのバグのうち11が検出される。 さらに,クロスコンパイルバグの症状や根本原因を分析し,クロスコンパイル中に誤動作が発生した場合の言語コンパイラの責任について検討する。 私たちの知る限りでは、クロス言語コンパイルシナリオにおけるコンパイラのバグの特定と診断に特化している最初の作業です。 本研究は,これらの課題の理解に役立ち,多言語環境におけるコンパイラの正確性向上に寄与する。

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