Softwareproduktlinien Teil 12: Analyse von Produktlinien

Transkript

1 Softwareproduktlinien Teil 12: Analyse von Produktlinien Christian Kästner (Universität Marburg) Sven Apel (Universität Passau) Gunter Saake (Universität Magdeburg) inkl. Folien von

2 Das Problem

3 Database Engine

4 Printer Firmware

5 Linux Kernel

6 Variability = Complexity

7 33 optional, independent features a unique variant for every person on this planet

8 320 optional, independent features more variants than estimated atoms in the universe

9 2000 features features

10 Correctness?

11 Maintenance? Comprehension?

12 Checking Products 2000 Features 100 Printers 30 New Printers per Year Printer Firmware

13 Checking Products 8000 Features? Products Linux Kernel

14 Checking Product Line Implementation with Features #ifdef, Frameworks, FOP, AOP, Linux Kernel

15 Analyse von Featuremodellen

16 Fragen an das Featuremodell Domain Eng. Feature Modell Wiederverwendbare Implementierungsartefakte Application Eng. 16 Feature Auswahl Generator Fertiges Program

17 Fragen an das Featuremodell Feature Modell Ist das Modell konsistent? Welche Features muß man auswählen? Welche Features darf man nicht auswählen? Wieviele gültige Produkte gibt es? Sind zwei Featuremodelle äquivalent?

18 Fragen an das Featuremodell Feature Modell Feature Auswahl Ist das Modell konsistent? Welche Features muß man auswählen? Welche Features darf man nicht auswählen? Wieviele gültige Produkte gibt es? Sind zwei Featuremodelle äquivalent? Ist eine Feature Auswahl gültig? Welche Features werden durch eine partielle Konfiguration bereits festgelegt?

19 Wiederholung: Feature Modelle & Aussagenlogik. Repräsentation von Feature Modellen als Liste von Konfigurationen Aussagenlogischer Ausdruck Feature Diagramm SPL OS ( Unix Win ) ( Unix Win ) ( Txn Write )

20 Analysen von Featuremodellen Ist Featureauswahl gültig? {Root, Base, F1, F4} {Root, Base, F2, F3} Variablen in Formel ersetzen true wenn Feature in Auswahl, sonst false Formel ergibt true für gültige Auswahl

21 Ist das Modell konsistent? Gibt es mindestens eine Variante? Formel erfüllbar? Anfrage an SAT Solver SAT(FM)

22 Tote Features Gegeben ein Feature Model Welche Features können ausgewählt werden? Welche Features müssen ausgewählt werden? Feature F auswählbar wenn SAT(FM ^ F) Feature F abwählbar wenn SAT(FM ^ not(f))

23 Partielle Konfigurationen Gegeben eine partielle Konfiguration Welche Features können noch ausgewählt werden? Welche Features müssen ausgewählt werden? Ausgewählte Features in Formel aufnehmen, dann wie Tote Features Feature F noch auswählbar wenn SAT(FM ^ PK ^ F) Feature F noch abwählbar wenn SAT(FM ^ PK ^ not(f))

24 Variantenzahl Wieviele gültige Konfigurationen gibt es? Beispielkonfigurationen Ist diese Zahl sinnvoll? Wofür?

25 Änderungen von Feature Modellen Welche Konsequenzen hat eine Änderung? Refactorings, Spezialisierungen, Generalisierungen Refactoring wenn: Tautologie(FM1 <=> FM2) = not SAT(not (FM1 <=> FM2))

26 Analyse der Implementierung

27 Fragen an die Implementierung Domain Eng. Feature Modell Wiederverwendbare Implementierungsartefakte Application Eng. 27 Feature Auswahl Generator Fertiges Program

28 Fragen an die Implementierung Kann ein Code Block ausgewählt werden? Ändert ein Feature etwas am Gesamt Code? oder strukturiert es nur das Featuremodell? Wiederverwendbare Implementierungsartefakte

29 Presence Conditions true WORLD BYE true

30 Presence Conditions line 1 #ifdef A line 2 #ifndef B line 3 #endif line 4 #elif defined(x) line 5 #else line 6 #endif true A A ^ not B A not A ^ X not A ^ not X

31 Toter Quelltext line 1 #ifdef A line 2 #ifndef A line 3 #endif line 4 #elif defined(x) line 5 #else line 6 #endif true A A ^ not A A not A ^ X not A ^ not X Kann nicht ausgewählt werden Analyse: SAT(pc(block i))

32 Fragen an die Implementierung und das Featuremodell Domain Eng. Feature Modell Wiederverwendbare Implementierungsartefakte Application Eng. 32 Feature Auswahl Generator Fertiges Program

33 Toter Quelltext line 1 #ifdef A line 2 #ifdef B line 3 #endif line 4 #elif defined(x) line 5 #else line 6 #endif true A A ^ B A not A ^ X not A ^ not X Kann nicht ausgewählt werden Kombinierte Analyse von (A v B) ^ not (A ^ B) Analyse: SAT(FM ^ pc(block i)) Featuremodell und Implementierung (Wo liegt der Fehler?)

34 Weitere Fragestellungen Welche Quelltextblöcke werden nie kompiliert? Welche Featuremodule werden nie kompiliert? Welche Features haben keinen Einfluss auf den Quelltext? Kombinierte Analyse von Featuremodell und Implementierung

35 Typsysteme für Produktlinien

36 Outline Variability aware type systems (that is, for product lines) Type system demo with CIDE Variability aware parsing From our research: Typechef, checking correctness of Linux

37 Correctness?

38 Variability Aware Type Checking: Properties / Theorems / Guarantees No valid product contains type errors. Soundness: No valid product has run time type errors

39 Type Checking #include <stdio.h> char *msg = "Hello World"; int main() { printf(msg); } Reference Type errors to prevent: referenced variable does not exist

40 Variability Aware Type Checking #include <stdio.h> #ifdef WORLD char *msg = "Hello World"; #endif #ifdef BYE char *msg = "Bye bye!"; #endif main() { printf(msg); }

41 Variability Aware Type Checking #include <stdio.h> #ifdef WORLD char *msg = "Hello World"; #endif #ifdef BYE char *msg = "Bye bye!"; #endif int main() { printf(msg); } Reference? Conflict?

42 Variability Aware Type Checking Presence conditions: true WORLD BYE true #include <stdio.h> #ifdef WORLD char *msg = "Hello World"; #endif #ifdef BYE char *msg = "Bye bye!"; #endif int main() { printf(msg); } Reference? Conflict?

43 Variability Aware Type Checking true WORLD BYE true > true true #include <stdio.h> #ifdef WORLD char *msg = "Hello World"; #endif #ifdef BYE char *msg = "Bye bye!"; #endif int main() { printf(msg); } Reference? true > (WORLD v BYE) (WORLD BYE) Conflict?

44 Reachability: pc(caller) > pc(target) Conflicts: (pc(def1) pc(def2)) true WORLD BYE true > true true #include <stdio.h> #ifdef WORLD char *msg = "Hello World"; #endif #ifdef BYE char *msg = "Bye bye!"; #endif int main() { printf(msg); } Reference? true > (WORLD v BYE) (WORLD BYE) Conflict?

45 Feature model WORL D P BYE true WORLD BYE FM -> (true > true) true #include <stdio.h> #ifdef WORLD char *msg = "Hello World"; #endif #ifdef BYE char *msg = "Bye bye!"; #endif int main() { printf(msg); } Reference? FM -> (true > (WORLD v BYE)) FM -> (WORLD BYE) Conflict?

46 AST with Variability Information WORLD BYE 46 WORLD BYE Extended Reference lookup mechanism

47 Handling Complexity Surface Complexity SAT Problem

48 FOP / AOP Ähnliche Prüfungen für FOP/AOP

49

50 -> Glue-Code-Modul