第１４回エンピリカルソフトウェア工学研究会
資料５
ＥＡＳＥ研究の適用事例
コードクローン分析を利用した
類似バグ検出
２００７年１０月２５日
パナソニックＭＳＥ㈱
ユビキタスネットワーク事業部
ｅソリューション開発グループ
佐々木健介
概要
■背景
“クローン（複製）化されたコードと類似バグ”
■課題
“構造的欠陥の類似バグ検索手段は？”
■取組
“コード片検索ツールＬｉｂｒａの活用”
■実績・効果
■今後の課題
“ツール性能評価と試行運用”
“類似バグ検索とツール運用”
背景 “クローン（複製）化されたコードと類似バグ”
コードクローン［Ｃｏｄｅ Ｃｌｏｎｅ］とは？
『ソースコードに存在する全く同じ，あるいは類似したコード断片』
コピー＆ペーストなどによるコード複製で生じる
良性要因
・コード生成の効率向上
・品質確保
悪性要因
・バグのクローン（複製）化
・保守性の低下
たとえば，
コーディング後に
コードクローン分析
クローン多い
ライブラリ化
構造化見直し
コードクローン(大阪大学) : http://sel.ist.osaka-u.ac.jp/research/clone/
CCfinderX(産総研 神谷氏): http://www.ccfinder.net/ccfinderx-j.html
背景 “クローン（複製）化されたコードと類似バグ”
■派生モデル開発でのクローン
ベースモデルからの
コード流用
ソースコードのクローン（複製）
バグのクローン（複製）？
バグ
背景 “クローン（複製）化されたコードと類似バグ”
同一装置内でも・・・
類似機能，処理のコード流用
（ライブラリ化されずにコピー）
ソースコードのクローン（複製）
バグのクローン（複製）？
装置
バグ
流用
ベース
バグ？
バグ？
クローン
クローン
クローン
バグ？
背景 “クローン（複製）化されたコードと類似バグ”
開発現場での問題
システムの運用管理でも・・・
e
l
b
a
T
t
n
e
m
e
g
a
n
a
M
システム障害
背景 “クローン（複製）化されたコードと類似バグ”
開発現場での問題
ソフトウェアの開発管理でも・・・
e
l
b
a
T
t
n
e
m
e
g
a
n
a
M
バグ
背景 “クローン（複製）化されたコードと類似バグ”
開発現場での問題
たとえばこんな会話はありませんか？
レビューで・・・
「おそらく、派生モデルのＸＸＸにも影響があります！」
「どんな調べ方をしたんだ？ 間違いないのか？」
品質保証部門やお客様とのあいだで・・・
「関連装置や機能はテスト済みです。」
「漏れは？ 他に影響はないのか？」
背景 “クローン（複製）化されたコードと類似バグ”
類似バグを見つけたら
流出させたくない
確実にＳｈｏｏｔしたい
素早くＳｈｏｏｔしたい
背景 “クローン（複製）化されたコードと類似バグ”
■クローン化された潜在バグの検出
・類似箇所は？
・影響範囲（装置／機能）は？
・旧いシステムの場合・・・、
ドキュメントの信頼性は？
詳しい担当者は？
ドキュメントからの
バグ追跡は
容易ではない
担当者知識や
力量に依存
バグ検出では・・・
自動化されない
作業が含まれる
課題 “構造的欠陥の類似バグ検索手段は？”
■類似バグの考察
■単純なバグの場合、
ソースコード上
では・・・
文字列検索（grep等）での検出
■構造的欠陥バグの場合、有効な手段は？
・特定の変数の問題ではない
・式の間違い，抜け
・構文、ロジックのミス
コピー（複製）後、変数名が修正
文字列検索では検出も難しくなる
課題 “構造的欠陥の類似バグ検索手段は？”
■構造的欠陥バグ
文字列検索のキー
“MAX” “Data” “moni”
検索結果は大量
“sig_cnt”
絞込みも難しく
労力も相応に必要！
課題 “構造的欠陥の類似バグ検索手段は？”
■単純なバグであっても検出が困難なケース
バグ要因：ループ回数間違い
CONST変数名が修正
元
文字列検索では検出不可
修正
先
for( i=0; i<=MAX_SU; i++)
for( i=0; i<=M_CNT; i++)
または 32（直値）など
コピー
{
{
mem = wkbuf;
mem
=
wkbuf;
}
}
課題 “構造的欠陥の類似バグ検索手段は？”
理想的な検索手段は・・・？『構造検索がしたい！』
・変数名を正規化して検索
・構造（複数行に跨るコード片）検索
やりたい事 『コードクローン箇所の検出』
類似バグ検出精度向上
狙い
効率向上
［従来］grep組合せ／ドキュメント／ノウハウや記憶
良い検索手段は？
ツールは無いか？
取組 “コード片検索ツールＬｉｂｒａの活用”
■コード片検索ツール“Ｌｉｂｒａ”の活用
※ コードクローン部検索目的に，ＥＡＳＥプロジェクト／奈良先端科学
技術大学院大学，大阪大学との共同検証作業を実施中（ツールは
大阪大学が所有）
http://www.empirical.jp/
“Ｌｉｂｒａ”の特徴
・変数名を正規化
・複数行ステートメントやコメントも関係なし
・言語依存あり（C/C++，Java，
・完全一致や半固定の調整も可能 ＣＯＢＯＬ，ＦＯＲＴＲＡＮ，等）
検索キー（コード片）
検出
if( (a < b) && (c > d) )
{
mem1 = mem2;
}
結果
if( (hhh < iii) && (jjj > kkk) )
{
buf1 = buf2;
同一構造を
}
検出
取組 “コード片検索ツールＬｉｂｒａの活用”
類似バグ修正の一般的な流れ
ステップ１
発見されたバグの修正
ステップ３
ステップ２
ドキュメント不完全(？)
ドキュメントに残る
記憶に頼る部分で
範囲での修正
修正必要!?
if( ・・・ ・・・ ) Base.C if( ・・・ ・・・ ) Func1.C
{
{
？？？
continue; → break;
continue; → break;
}
}
「ここは修正すべき！」 「他にはどこだ？」
コード片検索ツール
Ｌｉｂｒａを導入
取組 “コード片検索ツールＬｉｂｒａの活用”
画面イメージ
初期画面
取組 “コード片検索ツールＬｉｂｒａの活用”
画面イメージ
ファイル選択
取組 “コード片検索ツールＬｉｂｒａの活用”
画面イメージ
検索キー入力
取組 “コード片検索ツールＬｉｂｒａの活用”
画面イメージ
検索結果
見つかった
クローン部
「どのモジュールに」
「いくつのクローン」
取組 “コード片検索ツールＬｉｂｒａの活用”
■コードクローンの実例 ＜１＞Ｃ言語
タスク間流用／
修正なし
取組 “コード片検索ツールＬｉｂｒａの活用”
■コードクローンの実例 ＜２＞Ｃ言語
異なる装置間流用／
修正なし
取組 “コード片検索ツールＬｉｂｒａの活用”
■コードクローンの実例 ＜３＞Ｃ言語
派生モデル間流用／
修正あり
取組 “コード片検索ツールＬｉｂｒａの活用”
■コードクローンの実例 ＜４＞Ｃ言語
派生モデル間流用／
修正あり
取組 “コード片検索ツールＬｉｂｒａの活用”
■コードクローンの実例 ＜５＞Ｊａｖａ
派生モデル間流用／
修正あり（追加）
実績・効果 “ツール性能評価と試行運用”
■ツールの性能評価
運用の
前に・・・
既に対応済みのバグを、
もし”ツールだったら、どれだけ検出できたか？”
・Ｗｉｎ．系アプリ
Ｃ＋＋ 約13.5ks
・Ｗｉｎ．系C/Sサブシステム Ｊａｖａ 約 7.2ks
・68系組込みサブシステム Ｃ
約16.7ks
実績・効果 “ツール性能評価と試行運用”
「出典: 森崎 修司 "コードクローン分析による類似バグ検出“
http://empirical.jp/download/past/publicdata/13th_kenkyukai/2-2.pdf
, エンピリカルソフトウェア工学研究会、2007/7/9」
性能評価の指標
適合率 ： ｃ／ａ（検索結果に修正すべき箇所が含まれていた割合）
再現率 ： ｃ／ｂ（修正すべき箇所のうち検索結果が含まれていた割合）
Ｆ１値 ： 適合率と再現率のバランス（値が高いほどバランスがよい）
ａ ツール検索結果
ｃ
本来修正すべき
箇所
ｂ
使えそう
だ！
３タイプのプログラムで，７３～８９％の 再現率
実績・効果 “ツール性能評価と試行運用”
■実プロジェクトでの実績（１）
［稼働中システムでの障害対応］
UNIX/C 24.1ｋｓ
このあとの処理で使用する，
hoko と hoko2 が保存されずに
書き換えられていたことが，
コード上の問題
このコード片を・・・
実績・効果 “ツール性能評価と試行運用”
■実際のソースプログラム
Ｌｉｂｒａの
検索画面で
検索キーに貼り付けて
実行すると・・・
実績・効果 “ツール性能評価と試行運用”
■実際のソースプログラム
検索中・・・
“似た”コード片を検出
検索キー
実績・効果 “ツール性能評価と試行運用”
■実際のソースプログラム
“似た”コード片を検出
検索キー
派生装置全４台から“似た”コード片を３０箇所
うち１５箇所が類似バグ 適合率50％，再現率（100％）
実績・効果 “ツール性能評価と試行運用”
■実プロジェクトでの実績（２）
［開発中での既存バグ対応］
UNIX/C 64.5ｋｓ
データ範囲チェックが抜けていた
ことがコード上の問題
不当値データ受信時に
不当アドレス参照させないため
実績・効果 “ツール性能評価と試行運用”
■実際のソースプログラム
検索キー
“似た”コード片を検出
同一装置内から“似た”コード片を４箇所検出
４箇所すべてが類似バグ 適合率100％，再現率（100％）
実績・効果 “ツール性能評価と試行運用”
■定量的効果
■
■
■
精度 70～（100）％の再現率
実務での類似バグ検出
検索キーがコード片
（複数行の塊） ＝ ○
著しく短いステートメント ＝ ×
※ 結果が大量，
絞込みは現実的ではない
効率 検索時間短縮
[従来] 文字列検索5～6ｈ → ５分程度（母体約25ks）
防止 ・障害発生時の対応（膨大）
・お客様へのご迷惑
不安感
『類似バグ？／潜在バグ？』
被害＝
派生した数だけ！
印象悪い
実績・効果 “ツール性能評価と試行運用”
■他ユースケースでの応用と効果（予測）
・開発途中でのバグ対応
「作り終わったプログラムにも同じコード（バグ）あったはず・・・」
・流用ベースのコード検索
どこだっけ？
どこだっけ？
「ここの処理って流用できるコードをどこかで見たような・・・」
・改修業務での改修箇所調査，洗い出し
改修機能の特定
改修箇所をコード上で確認
類似機能（処理）の調査
・ドキュメント
・担当者の記憶
・ソースコード
（文字列検索）
＋検索ツール
修正漏れの
防止
今後の課題 “類似バグ検索とツール運用”
■目的の達成度
『構造的欠陥を持つ類似バグ検索に，
性能，コスト，手軽さ
＝現状“問題なし”
コード片検索ツール“Ｌｉｂｒａ”は一手段として使える』
■“類似バグ検索“での課題
・他手段の模索（他ツール，分析手法検討）
・“Ｌｉｂｒａ”の継続運用と検証（成果累積，精度計測）
■ “Ｌｉｂｒａ”継続運用での課題
・検出プロセスの手順化，標準プロセスへの組み込み
探すのと，直すのは
マニュアル整備
同じ作業
・機能強化（オプション，統合開発環境への組み込み）
今後の課題 “類似バグ検索とツール運用”
■コードクローン分析の有用性
用途例：リファクタリング支援
ツール“Ｇｅｍｉｎｉ（ジェミニ）”の活用
・クローン分布状況，量把握（グラフ表示）
・クローン構造分析
・リファクタリング箇所の特定、支援
今後の課題 “類似バグ検索とツール運用”
■ご紹介 ツール“Ｇｅｍｉｎｉ（ジェミニ）”
画面イメージ
水平・垂直方向に
ソースファイルを並
べ比較し、クローン
部をドット表示
クローン数，重複
度（％），クローン
関係ファイル数，
等を表示
黒く濃い部分
＝クローン部
今後の課題 “類似バグ検索とツール運用”
■ご紹介 ツール“Ｇｅｍｉｎｉ（ジェミニ）”
Ｃ
ｋ！
ｃ
lｉ
画面イメージ
今後の課題 “類似バグ検索とツール運用”
■ご紹介 ツール“Ｇｅｍｉｎｉ（ジェミニ）”
Ｃ
ＰＭＳＥでは『未検証』
画面イメージ
ｋ！
ｉl ｃ
・開発プロジェクト特性（小規模、短期間）や
開発プロセスにアンマッチ
・コストパフォーマンスの問題、等
利用の機会
・シリーズモデル開発のベース見直し 量産品（家電，携帯電話，等）
・劣化コードの修繕
・開発生産性の補足指標 ex：クローン生成量により，生産性が増減
コードクローン分析を利用した
類似バグ検出
事例紹介を終わります。
ご静聴ありがとうございました。
パナソニックＭＳＥ㈱
ユビキタスネットワーク事業部
ｅソリューション開発グループ
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