Virtual File System in DIVINE 4

Bc. Katarína Kejstová

Bachelor's thesis

Anotácia:

Táto práca sa zamieriava na integráciu virtuálneho systému súborov (VFS) do DIVINE 4 s využítím konceptu systémových volaní. VFS, ktorý bol v DIVINE 3 implementovaný ako sada funkcií, je teraz sprístupnený programu bežiacemu v DIVINE 4 pomocou systémových volaní, prípadne funkcií implementovaných pomocou týchto systémových volaní. VFS je teraz súčasťou operačného systému nástroju DIVINE (DiOS), ktorý naviac zabezpečuje funkcionalitu, ktorú systémové volania očakávajú od operačného systému: plánovanie, prerušenia a prepínanie režimu behu medzi uživateľským módom a módom jadra. Následne sme využili to, že DiOS poskytuje rozhranie pre systémové volania a vytvorili sme ďalšie dva módy, ktoré sa líšia v prístupe k obsluhovania systémových volaní. V tom prvom sú systémové volania propagované až do hostiteľského operačného systému (to je ten, na ktorom beží DIVINE). Tento mód sme nazvali passthrough mód. Tento mód naviac zachytáva informácie o vykonaných systémových volaniach do výstupného súboru, ktorý môže byť následne využitý ako vstupný súbor pre náš druhý mód. Tento druhý mód simuluje systémové volania za použitia už spomenutých zachytených infrmácií. Tento mód sme nazvali replay mód. Implementácia nových módov spolu s integráciou VFS umožnila DIVINE verifikovať daľšie programy. Jedná sa hlavne o programy používajúce funkcie jazyka C využívajúce knižnicu POSIX alebo priamo funkcie z knižnice POSIX, programy spoliehajúce sa systém súborov kompatibilný so štandartom POSIX, alebo programy vyžadujúce vstupno-výstupnú funckionalitu.

Abstract:

This work focuses on the integration of Virtual Filesystem (VFS) into DIVINE 4 by exploiting the concept of system calls. The VFS, which was present in DIVINE 3 as a set of functions, is now available to programs running in DIVINE 4 through system calls and library wrappers. VFS is now part of DIVINE's operating system (DiOS), which additionally maintains functionality that system calls expect from the operating system: scheduling, interrupts and switches between kernel and user mode. Subsequently, we use the fact that DiOS provides a syscall interface and introduce two additional modes, which differ in the way of handling system calls. In the first, system calls are propagated to the host operating system. This mode is called the passthrough mode of DiOS. This mode additionally captures information about the system call into an output file, which can be later used as an additional input for the second mode. The second mode simulates system calls using the captured data. We call this mode the replay mode. The implementation of these modes together with the integration of VFS enables DIVINE to process additional programs. In particular, programs that use C functions operating over POSIX library or functions from POSIX library directly, programs that rely on the POSIX-compatible filesystem, or programs that require input-output functionality.

Keywords

DIVINE, operating system, file system, system calls, POSIX, C, C++, implementation, verification

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 5. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 28. 6. 2017
• Vedúci: RNDr. Vladimír Štill
• Oponent: Mgr. Marek Chalupa

Masaryk University

Faculty of Informatics

Bachelor programme / odbor:
Informatics / Parallel and Distributed Systems