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研究论文

抢占式操作系统内核的模块化验证

出版:2011年9月19日出版历史
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摘要

如今,大多数主要的操作系统内核都运行在多处理器系统上,并且是抢占式的:以内核模式运行的进程可能会被描述。现有的用于验证并发代码的模块化技术在这种情况下并不直接适用:它们依赖于正确实现调度,并且在抢占式内核中,调度程序的正确性与其调度的代码的正确性相互依赖。这种相互依赖性在主流内核中更为强烈,例如Linux、FreeBSD或XNU,在这些内核中,调度器和进程以复杂的方式交互。

我们提出了第一种逻辑,它能够将抢占式多处理器内核代码的验证分解为分别验证调度器和内核其余部分,即使在两个组件之间存在复杂的相互依赖关系的情况下也是如此。该逻辑在推理可抢占代码时隐藏了调度器对控制的操作,并从并发分离逻辑中合理继承了证明规则,以线程-模块方式对其进行验证。这是通过在真实机器的操作语义和操作系统进程的公理语义之间建立一种新的细化形式来实现的,后者假设一个抽象机器,每个进程在单独的虚拟CPU上执行。这种细化是局部的,因为在验证调度程序时,逻辑只关注内核的相关状态。我们以Linux2.6.11中的调度器为模型,通过验证一个示例调度器来说明我们逻辑的威力。

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索引术语

  1. 抢占式操作系统内核的模块化验证

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                  封面图片ACM SIGPLAN注意事项
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                  2011年ICFP
                  2011年9月
                  456页
                  国际标准编号:0362-1340
                  EISSN公司:1558-1160
                  DOI(操作界面):10.1145/2034574
                  期刊目录
                  • 封面图片ACM会议
                    ICFP’11:第16届ACM SIGPLAN功能编程国际会议记录
                    2011年9月
                    470页
                    国际标准图书编号:9781450308656
                    DOI(操作界面):10.1145/2034773

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