|
|
Automated Verification in HW/SW Co-design
Charvát, Lukáš ; Kubátová, Hana (referee) ; Řehák, Vojtěch (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
Předmětem dizertační práce je návrh nových technik pro verifikaci hardwaru, které jsou optimalizovány pro použití v procesu souběžného vývoje hardwaru a softwaru. V rámci tohoto typu vývoje je hardware spolu se software vyvíjen paralelně s cílem urychlit vývoj nových systémů. Současné nástroje pro tvorbu mikroprocesorů stavějící na tomto stylu vývoje obvykle umožňují vývojářům ověřit jejich návrh využitím různých simulačních technik a/nebo za pomoci tzv. funkční verifikace. Společnou nevýhodou těchto přístupů je, že se zaměřují pouze na hledání chyb. Výsledný produkt tedy může stále obsahovat nenalezené netriviální defekty. Z tohoto důvodu se v posledních letech stává stále více žádané nasazení formálních metod. Na rozdíl od výše uvedených přístupů založených na hledání chyb, se formální verifikace zaměřuje na dodání rigorózního důkazu, že daný systém skutečně splňuje požadované vlastnosti. I když bylo v uplynulých letech v této oblasti dosaženo značného pokroku, tak aktuální formální přístupy nemají zdaleka schopnost plně automaticky prověřit všechny relevantní vlastnosti verifikovaného návrhu bez výrazného a často nákladného zapojení lidí v rámci verifikačního procesu. Tato práce se snaží řešit problém s automatizací verifikačního procesu jejím zaměřením na verifikační techniky, ve kterých je záměrně kladen menší důraz na jejich přesnost a obecnost, za cenu dosažení plné automatizace (např. vyloučením potřeby ručně vytvářet modely prostředí). Dále se práce také zaměřuje na efektivitu navrhovaných technik a jejich schopnost poskytovat nepřetržitou zpětnou vazbu o verifikačním procesu (např. v podobě podání informace o aktuálním stavu pokrytí). Zvláštní pozornost je pak věnována vývoji formálních metod ověřujících ekvivalenci návrhů mikroprocesorů na různých úrovních abstrakce. Tyto návrhy se mohou lišit ve způsobu, jakým jsou vnitřně zpracovány programové instrukce, nicméně z vnějšího pohledu (daného např. obsahem registrů viditelných z pozice programátora) musí být jejich chování při provádění stejného vstupního programu shodné. Kromě těchto témat se práce také zabývá problematikou návrhu metod pro verifikaci správnosti mechanismů zabraňujících výskytu datových a řídících hazardů v rámci linky zřetězeného zpracování instrukcí. Veškeré metody popsané v této práci byly implementovány ve formě několika nástrojů. Aplikací těchto nástrojů pro verifikaci návrhů netriviálních procesorů bylo dosaženo slibných experimentálních výsledků.
|
|
|
A Tool for Easily Securing Computers with Linux
Barabas, Maroš ; Hanáček, Petr (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
The purpose of this thesis is to explain new approaches to scanning and locking vulnerabilities in computer security and to design a new system to improve security of computers running the Linux operating system. The purpose of this system is to analyze remote operating systems and detect and lock down vulnerabilities by existing security standards.
|
|
|
Testing of generated C compilers for processors in embedded systems
Dolíhal, Luděk ; Kubátová, Hana (referee) ; Vojnar, Tomáš (referee) ; Hruška, Tomáš (advisor)
Vestavěné systémy se staly nepostradatelnými pro náš každodenní život. Jsou to obvykle úzce zaměřená, vysoce optimalizovaná, jednoúčelová zařízení. Jádro vestavěných zařízení obvykle tvoří jeden nebo více aplikačně specifických instrukčních procesorů. Tato disertační práce se zaměřuje na problematiku testování nástrojú pro návrh aplikačně specifických procesorů a následně i samotných aplikačne specifických procesorů. Snahou bylo vytvořit systém, ve kterém bude možné otestovat jednotlivé nástroje, jako například překladač, assembler, disassembler, debugger. Nicméně vyvstává také potřeba provádět složitější testy, například integrační, které zaručí, že mezi jednotlivými nástroji nevzniká nekompatibilita. Autor vytvořil s podporou přůběžně integračního serveru prostředí, které napomáhá odhalování a odstraňování chyb při návrhu aplikačně specifických procesorů a které je navíc do značné míry automatizované.
|
|
|
Practical Methods of Automated Verification of Concurrent Programs
Fiedor, Jan ; Arcaini, Paolo (referee) ; Farchi, Eitan (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
V dnešní době jsou vícevláknové programy běžné a s nimi i chyby v souběžnosti. Během posledních let bylo vytvořeno mnoho technik pro detekci takovýchto chyb, a i přesto mají vývojáři softwaru problém nalézt správné nástroje pro analýzu svých programů. Důvod je jednoduchý, fungující neznamená vždy praktický. Hodně nástrojů implementujících detekční techniky je obtížně použitelných, přizpůsobených pro konkrétní typy programů nebo synchronizace, nebo špatně škálují, aby zvládly analyzovat rozsáhlý software. Pro některé typy chyb v souběžnosti dokonce ani neexistují nástroje pro jejich detekci, i přesto že vývojáři softwaru na tyto chyby často narážejí ve svých programech. Hlavním cílem této práce je navrhnout nové techniky pro detekci chyb ve vícevláknových programech. Tyto techniky by měly být schopny analyzovat rozsáhlé programy, umožnit detekci méně studovaných typů chyb v souběžnosti, a podporovat širokou škálu programů s ohledem na to, jaké programové konstrukce používají.
|
|
|
Git Reporting Tool
Nečas, Vojtěch ; Hruška, Martin (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
This bachelor thesis is about an implementation of the software tool dedicated for creation and visualization of statistical information files work. It also refers about Git version control system. System Git does not have any functions to display graphical statistics (graph or chart), therefore the output of the changes of the files is available in command line only. Such data, especially in a large amount of specific files, are not easy to analyze without using other existing statistic tools. There are couple of tools available which are capable of getting information of changes in Git, classify the statistics and display the results. The main disadvantage of such tools is a very long time needed to obtain the results. These tools support only very brief statistics and the user interface does not provide sufficient comfort either. The tool elaborated in this paper is offering more effective access to the changes information from Git using the saved data database. This database, compare to a single command line, is offering quick access to all information and timeline while there is only one time demanding operation - setting up the database. User-friendly interface is enabling an easy operation of the tool itself using window based interface. As a result there are various statistics (graphs and charts) which are user-editable. On the top of that the tool is equipped with an approximate estimation of the project work trends (mathematical-statistical method of the least squares).
|
|
|
An Extension of the ANaConDa Tool for Dynamic Analysis of Concurrent Programs
Horňák, Michal ; Křena, Bohuslav (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
The main goal of this thesis is to implement algorithm FastTrack for dynamic analysis of multi-threaded programs in C/C++. FastTrack is algorithm which detects data race errors. It is based on happens-before relation encoded into the vector-clocks. Vector-clocks allows extrapolation of the execution which improves detection of potential errors, which were not seen in the actual run of the program however in other executions they could cause problems. Algorithm is implemented into the framework ANaConDA. ANaConDA is a tool for implementation of dynamic analyzers of parallel programs on binary level. It provides neccessary run time program informations for detectors use to discover concurency errors.
|
|
|
Static Analysis Using Facebook Infer to Find Atomicity Violations
Harmim, Dominik ; Smrčka, Aleš (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
The goal of this thesis is to propose a static analyser that detects atomicity violations. The proposed analyser Atomer is implemented as a module of Facebook Infer, which is an open-source and extendable static analysis framework that promotes efficient modular and incremental analysis. The analyser works on the level of sequences of function calls. The proposed solution is based on the assumption that sequences executed atomically once should probably be executed always atomically. The implemented analyser has been successfully verified and evaluated on both smaller programs created for testing purposes as well as publicly available benchmarks derived from real-life low-level programs.
|
|
|
Improving Precision of Program Analysis in the 2LS Framework
Smutný, Martin ; Vojnar, Tomáš (referee) ; Malík, Viktor (advisor)
Cílem této práce je navrhnout způsob vedoucí ke zvýšení přesnosti analýzy programů pomocí nástroje 2LS, založený na existujících konceptech, a to hlavně na syntézi invariant na základě šablon. 2LS je nástroj pro statickou analýzu programů napsaných v jazyce C, který využívá SMT solver a abstraktní interpretaci k automatickému odvození invariant. V případě kdy 2LS nedokáže rozhodnout zda je program správný, navrhované řešení analyzuje invarianty vypočítané v různých abstraktních doménách, a identifikuje takové části invariant, které mohou s největší pravděpodobností způsobit nejednoznačnost verifikace. Pomocí těchto získaných informací, dokáže navrhnutá metoda identifikovat proměnné původního programu, na kterých pravděpodobně závisí úspěch verifikace. Výstup tohoto řešení může posloužit jako zpětná vazba indikující proměnné, jejíchž problematické hodnoty by měly být omezeny. Také může být výstup využit vývojáři 2LS pro účely debugování při vývoji nových analýz. Řešení bylo implementováno v nástroji 2LS. Na základě různých experimentů mezinárodní soutěže ve verifikaci programů SV-COMP, dokáže řešení identifikovat proměnné způsobující nejednoznačnost verifikace ve více než polovině programů, na kterých verifikace momentálně selhává.
|
|
|
A Static Analysis Tool Detecting Bugs in Signal Handlers
Kozovský, Daniel ; Vojnar, Tomáš (referee) ; Peringer, Petr (advisor)
This work is about the plugin csigsafe for the GCC compiler. It uses static code analysis to detect bugs in signal handlers according the POSIX norm. This tool analyzes the source files written in C and C ++. This analyzer is created for the Red Hat, which uses it to test sRPM packages used in their Linux distributions. The tool has been tested on a sample of 37 Open Source projects. Testing has shown the utility of the tool to search for errors associated with violation of rules for proper signal handling.
|
|
|
Static Analysis Using Facebook Infer Focused on Deadlock Detection
Marcin, Vladimír ; Rogalewicz, Adam (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
Static analysis has nowadays become one of the most popular ways of catching bugs early in the modern software. However, a frequent problem of static analysers, which are reasonably precise, is their scalability. Moreover, these which are efficient and scale (e.g.: Coverity, KlockWork, etc.) are often proprietary and difficult to openly evaluate or extend. An improvement to this state of practice is brought Facebook Infer, which offers an open-source framework for compositional and incremental static analysis. In this thesis, we present our Low-Level Deadlock Detector (L2D2) extending the capabilities of Infer. Our algorithm fits the compositional analysis, based on a context independent computation of a summary for each function, which results in its high scalability. We have implemented the algorithm and evaluated it on a benchmark consisting of real-life programs derived from the Debian GNU/Linux with in total 11.4 MLOC. While neither sound nor complete, our approach is effective in practice, finding all known deadlocks and giving false alarms in less than 4% of the considered programs only.
|
guest ::
