Caractérisation de la sûreté de fonctionnement des systèmes d'exploitation en présence de pilotes défaillants

Characterization of the operating system dependability within faulty drivers

• Auteur / Autrice : Arnaud Albinet
• Direction : Jean Arlat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et télécommunications
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pilotes de périphérique (logiciels)

Fiabilité

Systèmes d'exploitation (ordinateurs)

Mots clés libres

Injection de fautes

Expériences contrôlées

Test de robustesse

Résumé

Les pilotes sont fréquemment à l'origine des dysfonctionnements des systèmes opératoires. Dans cette thèse, nous avons développé une méthode pour l'évaluation de la robustesse des noyaux face aux comportements anormaux des pilotes de périphériques. Après avoir analysé et précisé les caractéristiques de l'interface pilote-noyau (Driver Programming Interface - DPI), nous avons proposé une méthode originale d'injection de fautes basée sur la corruption des paramètres des fonctions manipulées au niveau de cette DPI. Nous avons également défini différentes techniques d'analyse et d'interprétation des résultats obtenus par cette méthodologie. Ces interprétations prennent en compte différrents points de vue afin de répondre au besoin réel de sûreté de fonctionnement de l'utilisateur de la technique. Nous avons enfin illustré l'applicabilité de cette méthode par sa mise en oeuvre dans le cadre d'un environnement expérimental sous Linux.

Previous studies have shown that device drivers seem to be one of the most important sources of operating systems misbehavior. To objectively characterize the impact of faulty drivers, we have carried out a series of fault injection experiments. To conduct these experiments we have redefined the DPI (Driver Programming Interface) that implements the way device drivers interact with the kernel to perform input-output operations and includes the parameters to kernel core functions. Faults are injected on the parameters of these kernel core functions. This allows for the derivation of useful results about the failure modes induced and thus characterization of the robustness of a target kernel with respect to faulty drivers. The information gathered also enables to improve these basic interaction facilities. The experiments reported in the paper have targeted the Linux operating system.