Proxying, recording and replaying syscalls in DiOS

Bc. Tomáš Krchňák

Bakalářská práce

Anotace:

Programy v skutočnom svete zvyčajne nevyhnú interakcii s ich prostredím, ktorá je často zložitá. Aby sme mohli analyzovať takéto programy, musia byť izolované a reprodukovateľné. Bol vytvorený modelový operačný systém DiOS, ktorého úlohou je takéto prostredie poskytnúť. Avšak vytvoriť vierohodné prostredie nemusí byť vždy možné, pretože môžu byť príliš komplexné. Cieľom tejto práce je rozšíriť DiOS o funkcionalitu, ktorá umožní nahrávanie a opätovné prehrávanie programov, ktoré komunikujú s hostiteľským operačným systémom. To zahŕňa implementáciu dvoch režimov: record a replay. Record posiela systémové volania do systému hostiteľa a zároveň ich zaznamenáva v jednoduchom a ľahko čitateľnom formáte. Režim prehrávania môže potom načítať nahrané informácie a pri vykonaní systémového volania sa porovná s uloženými informáciami na základe argumentov a nahrané efekty sa reprodukujú.

Abstract:

Real-world programs usually interact with their environment, often in complex ways. To analyse these programs, they must be executed in an isolated and reproducible environment. A model operating system DiOS was developed to provide such an environment. However, providing a trustworthy model environment is not always possible because it may be too complex or costly. The aim of this thesis is to extend DiOS with a functionality that allows recording and replaying execution traces of programs which interact with the host operating system. This involves implementing two modes: record and replay. Record forwards system calls to the host operating system while also recording them in a simple and human-readable format. The replay mode can then load the recorded trace, and when a system call is executed, it is compared to the trace based on the arguments, and the recorded effects are accurately reproduced.

Keywords

DIVINE, DiOS, proxy, record, replay, system call, trace, operating system, verification, model checking, file system, POSIX, C, C++

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 12. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 31. 1. 2023
• Vedoucí: RNDr. Petr Ročkai, Ph.D.
• Oponent: RNDr. Jan Mrázek

Masarykova univerzita

Fakulta informatiky

Bakalářský studijní program / obor:
Aplikovaná informatika / Aplikovaná informatika