Unveiling Compiler Faults via Attribute-Guided Compilation Space Exploration (ATC 2025)
一句话总结：在测试程序里向函数/变量/语句随机插入 C/C++ attribute（如 always_inline / no_sanitize_address / packed），触发 compiler option 单独无法触发的细粒度行为，比 baseline 多发现 109.1% bug，已在 GCC/LLVM 报 73 个 unique bug（58 已确认或修复）。
问题
主流 compiler fuzzing（Csmith、YARPGen、EMI）通过组合不同 compilation option 探索编译空间。但 compilation option 通常作用于整个程序，无法细粒度控制单个函数/变量。C/C++ 的 __attribute__ 机制（noinline、aligned、optimize、packed、no_sanitize_address 等）允许程序员对单个 element 设置编译指令，覆盖了 option 触达不到的代码路径——但此前未被系统化用于编译器测试。
核心方法
ATLAS 在已有种子程序基础上做 attribute 插入式 fuzzing：
- Collect：解析 AST 收集 function 集 S_f、variable 集 S_v、statement 集 S_s 及各自属性元组（名字、类型、位置、变量列表）
- Insert Attributes：
- 函数：FlipCoin 决定是否插入；按返回类型选 noinline / always_inline / optimize(…) / noreturn / pure 等（如 noreturn 不能用于非 void）
- 变量：按类型筛选适用 attribute（packed 仅对 struct member；vector_size 仅对特定类型）
- 语句：组合 pragma omp simd 等带表达式的 attribute（用变量列表构造如
linear(uval(x): y+1)）
- Combine with options：精心配对 attribute 与对应 compilation option（如
__attribute__((optimize("-ftree-loop-distribution")))配-O2 -fsanitize=address,null），用差分测试发现 ICE/crash
实例：always_inline 函数被内联到 no_sanitize_address 函数后，ASan mark 残留导致 GCC -O2 -fsanitize=address 触发 ICE——只有 attribute 组合能触发，单独 option 无法。
深度细节回 atc2025-wu-jiangchang。
关键结果
- 比 baseline（无 attribute 插入）多发现 109.1% bug
- 在 GCC trunk + LLVM trunk 共发现 73 个 unique bug，58 个已确认或修复
- 代码覆盖率高于 baseline
相关
- 同会议：ATC-2025