論文の概要: MIO: Multiverse Debugging in the Face of Input/Output -- Extended Version with Additional Appendices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.06845v1
• Date: Mon, 08 Sep 2025 16:15:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-09 14:07:04.25265
• Title: MIO: Multiverse Debugging in the Face of Input/Output -- Extended Version with Additional Appendices
• Title（参考訳）: MIO: インプット/アウトプットの面におけるマルチバースデバッグ -- 追加のアペンデンスを備えた拡張バージョン
• Authors: Tom Lauwaerts, Maarten Steevens, Christophe Scholliers,
• Abstract要約: 入力/出力操作の幅広い範囲に対応可能な,マルチバースデバッグのための新しい手法を提案する。 我々はWARDuino WebAssembly仮想マシンを活用したMIOと呼ばれるプロトタイプを開発し、その実現可能性と効率性を実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Debugging non-deterministic programs on microcontrollers is notoriously challenging, especially when bugs manifest in unpredictable, input-dependent execution paths. A recent approach, called multiverse debugging, makes it easier to debug non-deterministic programs by allowing programmers to explore all potential execution paths. Current multiverse debuggers enable both forward and backward traversal of program paths, and some facilitate jumping to any previously visited states, potentially branching into alternative execution paths within the state space. Unfortunately, debugging programs that involve input/output operations using existing multiverse debuggers can reveal inaccessible program states, i.e. states which are not encountered during regular execution. This can significantly hinder the debugging process, as the programmer may spend substantial time exploring and examining inaccessible program states, or worse, may mistakenly assume a bug is present in the code, when in fact, the issue is caused by the debugger. This paper presents a novel approach to multiverse debugging, which can accommodate a broad spectrum of input/output operations. We provide the semantics of our approach and prove the correctness of our debugger, ensuring that despite having support for a wide range of input/output operations the debugger will only explore those program states which can be reached during regular execution. We have developed a prototype, called MIO, leveraging the WARDuino WebAssembly virtual machine to demonstrate the feasibility and efficiency of our techniques. As a demonstration of the approach we highlight a color dial built with a Lego Mindstorms motor, and color sensor, providing a tangible example of how our approach enables multiverse debugging for programs running on an STM32 microcontroller.
• Abstract（参考訳）: マイクロコントローラ上の非決定論的プログラムのデバッグは、特に予測不可能で入力に依存しない実行パスにバグが現れる場合、非常に難しい。 マルチバースデバッギング(multiverse debugging)と呼ばれる最近のアプローチは、プログラマがすべての潜在的な実行パスを探索できるようにすることで、非決定論的プログラムのデバッグを容易にする。 現在のマルチバースデバッガは、プログラムパスの前方と後方の両方のトラバースを可能にし、以前に訪れた状態へのジャンプを容易にするものもあり、状態空間内の代替実行パスに分岐する可能性がある。 残念ながら、既存のマルチバースデバッガを使った入出力操作を含むデバッグプログラムは、アクセス不能なプログラム状態、すなわち通常の実行中に発生しない状態を明らかにすることができる。 プログラマがアクセス不能なプログラム状態を調べて調べたり、さらに悪いことに、コードの中にバグが存在すると誤って仮定したり、実際にデバッガが原因で問題が発生したりすることで、デバッグプロセスが著しく妨げられます。 本稿では,入力/出力操作の幅広い範囲に対応可能なマルチバースデバッギング手法を提案する。 我々は,本手法のセマンティクスを提供し,デバッガの正しさを証明し,幅広い入出力操作をサポートしているにもかかわらず,デバッガは通常の実行時に到達可能なプログラム状態のみを探索する。 我々はWARDuino WebAssembly仮想マシンを活用したMIOと呼ばれるプロトタイプを開発し、その実現可能性と効率性を実証した。 このアプローチのデモとして、Lego Mindstormsモーターとカラーセンサーで構築されたカラーダイヤルに注目し、STM32マイクロコントローラ上で実行されるプログラムに対して、我々のアプローチがマルチバースデバッグを実現するための具体的な例を示します。

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