|
|
Program Loop Unwinding in the 2LS Framework
Nečas, František ; Vojnar, Tomáš (referee) ; Malík, Viktor (advisor)
Cílem této práce je navrhnout vylepšený mechanismus rozbalování smyček pro analyzátor 2LS. 2LS je nástroj pro statickou analýzu C programů založený na usuzování o programech pomocí SMT solveru. Kombinuje několik běžných verifikačních technik do algoritmu zvaného k I k I. Jednou z klíčových součástí tohoto algoritmu je rozbalování smyček programu. Současné řešení bohužel neumožňuje správně rozbalovat smyčky obsahující operace s dynamicky alokovanou pamětí. Námi navrhované řešení je založeno na rozbalování smyček v GOTO programu namísto SSA formy, díky čemuž je možné správně pracovat s dynamickými objekty a operacemi s nimi. Navržené řešení bylo implementováno v nástroji 2LS a naše experimenty na sadě testů z mezinárodní soutěže ve verifikaci software (SV-COMP) ukazují, že zvyšuje korektnost analýzy programů pracujících s dynamickými objekty.
|
|
|
Efficient Automata Techniques and Their Applications
Havlena, Vojtěch ; Jančar, Petr (referee) ; Mayr, Richard (referee) ; Esparza, Javier (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
Tato práce se zabývá vývojem efektivních technik pro konečné automaty a jejich aplikace. Zejména se věnujeme konečným automatům použitých pří detekci útoků v síťovém provozu a automatům v rozhodovacích procedurách a verifikaci. V první části práce navrhujeme techniky přibližné redukce nedeterministických automatů, které snižují spotřebu zdrojů v hardwarově akcelerovaném zkoumání obsahu paketů. Druhá část práce je je věnována automatům v rozhodovacích procedurách, zejména slabé monadické logice druhého řádů k následníků (WSkS) a teorie nad řetězci. Navrhujeme novou rozhodovací proceduru pro WS2S založenou na automatových termech, umožňující efektivně prořezávat stavový prostor. Dále studujeme techniky předzpracování WSkS formulí za účelem snížení velikosti konstruovaných automatů. Automaty jsme také aplikovali v rozhodovací proceduře teorie nad řetězci pro efektivní reprezentaci důkazového stromu. V poslední části práce potom navrhujeme optimalizace rank-based komplementace Buchiho automatů, které snižuje počet generovaných stavů během konstrukce komplementu.
|
|
|
Minimization of Counting Automata
Turcel, Matej ; Vojnar, Tomáš (referee) ; Holík, Lukáš (advisor)
Táto práca sa zaoberá redukciou veľkosti tzv. čítačových automatov. Čítačové automaty rozširujú klasické konečné automaty o čítače s obmedzeným rozsahom hodnôt. Umožňujú tým efektívne spracovať napr. regulárne výrazy s opakovaním: a{5,10}. V tejto práci sa zaoberáme reláciou simulácie v čítačových automatoch, pomocou ktorej sme schopní zredukovať ich veľkosť. Opierame sa pritom o klasickú simuláciu v konečných automatoch, ktorú netriviálnym spôsobom rozširujeme na čítačové automaty. Kľúčovým rozdielom je nutnosť simulovať okrem stavov taktiež čítače. Za týmto účelom zavádzame nový koncept parametrizovanej relácie simulácie, a navrhujeme metódy výpočtu tejto relácie a redukcie veľkosti čítačových automatov pomocou nej. Navrhnuté metódy sú tiež implementované a je vyhodnotená ich efektivita.
|
|
|
Advanced Static Analysis of Atomicity in Concurrent Programs through Facebook Infer
Harmim, Dominik ; Rogalewicz, Adam (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
Nástroj Atomer je statický analyzátor založený na myšlence, že pokud jsou některé sekvence funkcí vícevláknového programu prováděny v některých bězích pod zámky, je pravděpodobně zamýšleno, že mají být vždy provedeny atomicky. Analyzátor Atomer se tudíž snaží takové sekvence hledat a poté zjišťovat, pro které z nich může být v některých jiných bězích programu porušena atomicita. Autor této diplomové práce ve své bakalářské práci navrhl a implementoval první verzi nástroje Atomer jako zásuvný modul aplikačního rámce Facebook Infer. V této diplomové práci je navržena nová a výrazně vylepšená verze analyzátoru Atomer. Cílem vylepšení je zvýšení jak škálovatelnosti, tak přesnosti. Kromě toho byla přidána podpora pro několik původně nepodporovaných programovacích vlastností (včetně např. možnosti analyzovat programy napsané v jazycích C++ a Java nebo podpory pro reentrantní zámky nebo stráže zámků, tzv. "lock guards"). Prostřednictvím řady experimentů (včetně experimentů s reálnými programy a reálnými chybami) se ukázalo, že nová verze nástroje Atomer je skutečně mnohem obecnější, přesnější a lépe škáluje.
|
|
|
Minimization of Counting Automata
Turcel, Matej ; Vojnar, Tomáš (referee) ; Holík, Lukáš (advisor)
Táto práca sa zaoberá redukciou veľkosti tzv. čítačových automatov. Čítačové automaty rozširujú klasické konečné automaty o čítače s obmedzeným rozsahom hodnôt. Umožňujú tým efektívne spracovať napr. regulárne výrazy s opakovaním: a{5,10}. V tejto práci sa zaoberáme reláciou simulácie v čítačových automatoch, pomocou ktorej sme schopní zredukovať ich veľkosť. Opierame sa pritom o klasickú simuláciu v konečných automatoch, ktorú netriviálnym spôsobom rozširujeme na čítačové automaty. Kľúčovým rozdielom je nutnosť simulovať okrem stavov taktiež čítače. Za týmto účelom zavádzame nový koncept parametrizovanej relácie simulácie, a navrhujeme metódy výpočtu tejto relácie a redukcie veľkosti čítačových automatov pomocou nej. Navrhnuté metódy sú tiež implementované a je vyhodnotená ich efektivita.
|
|
|
Test Results Management System Complementing the tmt Tool
Dubaj, Ondrej ; Hruška, Martin (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
This diploma thesis deals with the area of software testing, more precisely with the topic of managing test results. The aim of this work is to find, set up and implement a system that complements the missing functionality of the TMT tool, which is going to replace the Nitrate tool in Red Hat as a test management system. The content of this work is a basic introduction to the tools Nitrate, TMT and other technologies used in Red Hat. Furthermore, the work presents the current state of the test infrastructure and collected user requirements for a new system for managing test results. Subsequently, the ReportPortal tool is introduced as a system for test results management and the missing functionality is defined. The rest of the work is devoted to setting up the system itself and implementing the missing functionality, along with implementing the infrastructure needed to import test results into ReportPortal. The work describes the method of deploying the system in use and feedback from users. The deployed system is evaluated and its further possible improvements are discussed.
|
|
|
Practical Application of Facebook Infer on Systems Code
Beránek, Tomáš ; Malík, Viktor (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
Statická analýza je dnes často využívána ve vývojovém procesu pro hledání defektů v produkovaném softwaru. I když nástroje na statickou analýzu dokáží hledat defekty v softwarech o miliónech řádků kódu, mají také řadu nevýhod. Hlavními nevýhodami jsou náročnost nasazení nástroj na vyvíjený projekt, vysoký počet falešných hlášení a časové i paměťové požadavky. Tato práce se zaměřuje na zmírnění těchto negativních vlastností u nástroje Facebook Infer, zejména pro analýzu Linuxových nástrojů v podobě SRPM balíčků. Pro zjednodušení nasazení byl vytvořen modul pro nástroj csmock, který umožňuje automaticky spouštět statické analyzátory nad balíčky pro CentOS a Fedoru. Pro snížení počtu falešných hlášení byl vytvořen filtr, který filtruje výstup Inferu podle heuristik, které byly navrženy na základě zkušeností získaných kontrolou hlášení z Inferu. Filtr byl také zapojen do modulu pro csmock a otestován na řadě balíčků. Na analyzovaných balíčcích filtr dokázal odstranit 60 % falešných hlášení se ztrátou 2.5 % skutečných defektů. Doba potřebná pro běh analýzy může být zkrácena použitím inkrementální analýzy. U inkrementální analýzy Inferu byly experimentálně zjištěny nedostatky, proto se tato práce věnuje také vytvoření nástavby nad Inferem, která nahrazuje inkrementální analýzu v Inferu.
|
|
|
Equivalence-Based Slicing of Programs
Malecová, Tatiana ; Vojnar, Tomáš (referee) ; Malík, Viktor (advisor)
Cieľom tejto práce je navrhnúť metódu, ktorá zjednoduší dva porovnávané programy na základe výsledkov ich sémantickej analýzy. Cieľom je odstránenie čo najväčšieho množstva sémanticky ekvivalentných častí porovnávaných programov. Pre nájdenie týchto ekvivalentných častí aplikujeme vlastné riešenie problému nájdenia najväčšieho spoločného indukovaného podgrafu. Následne sme schopní zjednodušiť programy využitím spätného statického prerezávania. Aplikáciou tohto zjednodušenia získame prerezané programy, ktoré obsahujú rozdielne časti a časti programov, ktoré môžu tieto rozdiely ovplyvniť. Táto metóda je naimplementovaná ako rozšírenie nástroja DiffKemp, čo je statický analyzátor sémantických rozdielov medzi rôznymi verziami rozsiahlych programov. Experimenty vykonané na jadrách Linux-u ukazujú, že metóda je schopná veľmi efektívne vyprodukovať korektné prerezané programy (analýza sa predĺžila len o 3.2%). Navyše, vzniknuté prerezané programy sú omnoho menšie, ako originálne, čo ich činí vhodnými pre ďalšiu analýzu.
|
|
|
Automata in Decision Procedures and Performance Analysis
Fiedor, Tomáš ; Barnat, Jiří (referee) ; Radu, Iosif (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
Tato práce se věnuje vylepšení současného stavu formalní analýzy a verifikace založené na automatech a zaměřené na systémy s nekonečnými stavovými prostory. V první části se práce zabývá dvěma rozhodovacími procedurami pro logiku WS1S, které jsou založené na korespondenci mezi formulemi logiky WS1S a konečnými automaty. První metoda je založena na tzv. antiřetězcích, ale, je limitována pouze na formule v prenexním normálním tvaru. Následně je tento přístup zobecněn na libovolné formule, jsou zavedeny tzv. jazykové termy a na jejich základě je navržena nová procedura, která pracuje za běhu a zpracovává tyto termy "líným" způsobem. Abychom získali efektivní rozhodovací proceduru, je dále navržena sada optimalizací (přičemž některé nejsou limitovány pouze pro naše přístupy). Obě metody jsou srovnány s ostatními nástroji implementujícími různé známé rozhodovací procedury. Získané výsledky jsou povzbuzující a ukazují, že použitelnost logiky WS1S je možno rozšířit na širší třídu formulí. V druhé části se práce zabývá analýzou mezí zdrojů programů manipulujících s haldou. Je zde navržena nová třída tzv. tvarových norem založených na délkách cest mezi význačnými místy na haldě, které jsou automaticky odvozovány z analyzovaného programu. Na základě této třídy norem je dále navržen kalkul, který je schopen přesně odvodit změny odvozených normů a použít je k vygenerování odpovídající celočíselné reprezentace vstupního programu, která je následně využita pro následovanou dedikovanou analýzou mezí zdrojů. Tato metoda byla implementována nad analýzou tvaru založenou na tzv. lesních automatech, implementovanou v nástroji Forester, a dále byl použit dobře zavedený analyzátor mezí zdrojů, implementovaný v nástroji Loopus. V experimentální evaluaci bylo ukázáno, že je opravdu takto získán silný analyzátor, který je schopen odvodit meze programů, které ještě nikdy plně automatizovaně odvozené nebyly.
|
|
|
Application of Genetic Algorithms and Data Mining in Noise-based Testing of Concurrent Software
Šimková, Hana ; Kofroň, Jan (referee) ; Lourenco, Joao (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
Tato práce navrhuje zlepšení výkonu testování programů použitím technik dolování z dat a genetických algoritmů při testování paralelních programů. Paralelní programování se v posledních letech stává velmi populárním i přesto, že toto programování je mnohem náročnějsí než jednodušší sekvenční a proto jeho zvýšené používání vede k podstatně vyššímu počtu chyb. Tyto chyby se vyskytují v důsledku chyb v synchronizaci jednotlivých procesů programu. Nalezení takových chyb tradičním způsobem je složité a navíc opakované spouštění těchto testů ve stejném prostředí typicky vede pouze k prohledávání stejných prokládání. V práci se využívá metody vstřikování šumu, která vystresuje program tak, že se mohou objevit některá nová chování. Pro účinnost této metody je nutné zvolit vhodné heuristiky a též i hodnoty jejich parametrů, což není snadné. V práci se využívá metod dolování z dat, genetických algoritmů a jejich kombinace pro nalezení těchto heuristik a hodnot parametrů. V práci je vedle výsledků výzkumu uveden stručný přehled dalších Technik testování paralelních programů.
|
guest ::
