一种面向内核接口的顺序依赖规则挖掘与违例检测方法.pdfVIP

第38卷第5期 计 算 机 学 报 V01．38NO．5 2015年5月 CHINESEOURNALoFCOMPUTERS 2015 j May 一种面向内核接口的顺序依赖规则挖掘与 违例检测方法 刘虎球 白家驹 王踽屏 (清华大学计算机科学与技术系北京 100084) 摘要内核扩展函数以接口的形式提供给驱动，用于管理设备和申请相关的资源．这些接口中存在大量的顺序 依赖规则，如自旋锁必须经过初始化才能加锁，然后才能解锁；驱动在加载时申请的内存，卸载时必须予以释放等． 然而，驱动开发者常常不熟悉或疏忽内核接口的使用规则，导致驱动中存在大量的接口使用违例，影响驱动及系统 的可靠运行．文中提出了一种面向内核接口的顺序依赖规则挖掘与违例检测方法(SD—Miner)．该方法结合驱动源 码的结构特征，对驱动代码使用的内核接口进行统计分析，挖掘并提取内核接口的顺序依赖规则，并利用提取的规 则检测现有的驱动源码中的使用违例．SD-Miner对Linux3．10．10和2．6．38的驱动源码分别进行了规则挖掘和 分析Linux3．10．10的3781款驱动的过程仅耗费5rain，共计提取出了220个顺序依赖相关的接口使用规则，并检 测到了756个使用违侧，作者将其中50个提交给了开发者，累计有25个回复者对20个使用违例进行了确认．实验 结果表明，SD-Miner能够有效地挖掘出内核接口的顺序依赖规则，并检测出使用违例，进而辅助开发人员对驱动 进行修正来提高驱动可靠性．此外，规则的挖掘是基于驱动的结构信息和统计信息，不需要开发者在源码中提供额 外的注释及标注． 关键词 内核扩展函数；规则挖掘；违例检测；顺序依赖规则 中图法分类号TP312DOI号10．3724／SP．J．1016．2015．01007 AMethodtoMine RulesandDetectViolationsfor Sequence Dependent KernelExtensionInterfaces LIU BAI WANG Hu—Qiu Jia—Ju Yu—Ping Scienceand 100084) (DepartmentofComputer Technology，TsinghuaUniversity，BeOing Kernelextensionfunctionsare todriversintheformofinterfaces．to Abstract provided manage devicesandresources．Thereare rulesintheseinterfaces，likethe manysequencedependent spin lockmustbeinitializedbefore then allocatedfor beinglocked，andunlocked；the memory probing thedeviceshouldbereleasedwhen