Verification of Name Service Cache Daemon with DIVINE Model Checker

Bc. Milan Lenčo

Master's thesis

Abstract:

V práci prezentujeme pokus o formálnu verifikáciu GNU nscd, unixového démona implementujúceho cache pre adresárové služby a dodávaného v rámci GNU C Library (glibc), s použitím nástroja na overovanie modelov DiVinE. Súčasne poskytujeme detailný popis všetkých krokov nevyhnutných k príprave a vykonaniu verifikácie netriviálnych C/C++ programov nástrojom DiVinE. V našom prístupe zachovávame zdrojový kód GNU nscd bez zmeny a budujeme virtuálne okolité prostredie simulujúce interakciu démona, klientov a adresárových služieb v štýle black-box testovania. Overovanie modelu následne vykonávame pre rôzne konfigurácie kompletného systému. Ďalším prínosom tejto práce je implementácia súborového systému pracujúceho nad primárnou pamäťou, ktorý je vhodný k priamej verifikácií a poskytuje všetky bežne používané nízko-úrovňové I/O rozhrania definované štandardom POSIX. Na základe získaných výsledkov a s prihliadnutím na množstvo vykonanej práce, hodnotíme prínos metódy overovania modelov pre praktické použitie v kontexte verifikácie komplexných paralelných C/C++ programov.

Abstract:

In this thesis we present an attempt to verify a number of important safety and liveness properties of GNU nscd, a name service cache daemon shipped alongside the GNU C Library, using the DiVinE model checker. We give a detailed description of all the steps needed to prepare and perform verification of a non-trivial C/C++ program with DiVinE. In our approach we keep nscd unmodified and wrap it around with a virtual environment simulating interactions between the daemon, clients and directory services from a black-box perspective. Model checking is then performed for different configurations of the complete system. Another contribution of this thesis is a verification-ready implementation of an in-memory file system, supporting all common low-level I/O interfaces as defined by POSIX family of standards. Based on the results obtained and the effort that was required, we draw conclusions on feasibility of model checking real-world concurrent C/C++ programs in general.

Keywords

divine, nscd, glibc, nss, model checking, llvm, software verification

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 1. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 11. 2. 2015
• Supervisor: prof. RNDr. Jiří Barnat, Ph.D.
• Reader: RNDr. Petr Ročkai, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Informatics / Parallel and Distributed Systems