Utilisation de méthodes formelles pour garantir des propriétés de logiciels au sein d'une distribution : exemple du noyau Linux.

Using formal methods to give quarantees on software properties inside a distribution : the Linux kernel exemple

• Auteur / Autrice : Alexandre Lissy
• Direction : Patrick Martineau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 26/03/2014
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, Informatique, Physique Théorique et Ingénierie des Systèmes (Centre-Val de Loire)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire d'Informatique Fondamentale et Appliquée de Tours (2012-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : École polytechnique universitaire (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Roberto Di Cosmo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Basile Starynkevitch, Adrien Lebre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Julia Lawall, Olivier Roux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Linux (système d'exploitation des ordinateurs)

Codes identifiants (théorie des graphes)

Code source (informatique)

Qualité -- Contrôle

Logiciels -- Développement

Génie logiciel

Méthodes formelles (informatique)

Mots clés libres

Linux

Distribution

Vérification

Qualité logicielle

Communautés

Linux

Distribution

Verification

Software quality

Communities

Résumé

Dans cette thèse nous nous intéressons à intégrer dans la distribution Linux produite par Mandriva une assurance qualité permettant de proposer des garanties de propriétés sur le code exécuté. Le processus de création d’une distribution implique l’utilisation de logiciels de provenances diverses pour proposer un assemblage cohérent et présentant une valeur ajoutée pour l’utilisateur. Ceci engendre une moindre maîtrise potentielle sur le code. Un audit manuel permet de s’assurer que celui-Ci présente de bonnes propriétés, par exemple, en matière de sécurité. Le nombre croissant de composants à intégrer, et la croissance de la quantité de code de chacun amènent à avoir besoin d’outils pour permettre une assurance qualité. Après une étude de la distribution nous choisissons de nous concentrer sur un paquet critique, le noyau Linux : nous proposons un état de l’art des méthodes de vérifications appliquées à ce contexte particulier, et identifions le besoin d’améliorer la compréhension de la structure du code source, la question de l’explosion combinatoire et le manque d’intégration des outils d’analyse de l’état de l’art. Pour répondre à ces besoins nous proposons une représentation du code source sous la forme d’un graphe, et l’utilisons pour aider à la documentation et à la compréhension de l’architecture du code. Des méthodes de détection de communautés sont évaluées sur ce cas pour répondre au besoin de l’explosion combinatoire. Enfin nous proposons une architecture intégrée dans le système de construction de la distribution permettant d’intégrer des outils d’analyse et de vérification de code.

In this thesis we are interested in integrating to the Linux distribution produced by Mandriva quality assurance level that allows ensuring user-Defined properties on the source code used. The core work of a distribution and its producer is to create a meaningful aggregate from software available. Those softwares are free and open source, hence it is possible to adapt it to improve end user’s experience. Hence, there is less control over the source code. Manual audit can of course be used to make sure it has good properties. Examples of such properties are often referring to security, but one could think of others. However, more and more software are getting integrated into distributions and each is showing an increase in source code volume: tools are needed to make quality assurance achievable. We start by providing a study of the distribution itself to document the current status. We use it to select some packages that we consider critical, and for which we can improve things with the condition that packages which are similar enough to the rest of the distribution will be considered first. This leads us to concentrating on the Linux kernel: we provide a state of the art overview of code verification applied to this piece of the distribution. We identify a need for a better understanding of the structure of the source code. To address those needs we propose to use a graph as a representation of the source code and use it to help document and understand its structure. Specifically we study applying some state of the art community detection algorithm to help handle the combinatory explosion. We also propose a distribution’s build system-Integrated architecture for executing, collecting and handling the analysis of data produced by verifications tools.