병행성 결함 탐지 실험 적용 사례

Abstract

멀티 코어 프로세서의 출현으로 현대 소프트웨어에서 병행성 결함이 증가하고 있다. 병행성 결함은 공유 메모리 간 비결정적인 인터리빙으로 인해 발생하는 결함으로, 산발적인 발생과 예측할 수 없는 특성 때문에 재현이 어려우며 결함의 근본적인 원인을 진단하고 수정하는 것이 어렵다. 이러한 문제로 인해 엄청난 물질적 손실이 발생할 수 있으며 나아가 인명 피해까지 초래할 위험이 있다. 이를 방지하기 위해 병행성 결함 탐지를 위한 연구가 지속적으로 수행되어 오고 있다. 대부분의 결함 탐지 관련 연구에서는 결함을 탐지하는 도구의 효과를 확인하기 위해 실험적으로 연구를 수행한다. 본 연구에서는 실험에 의하여 연구 결과를 입증하는 기존의 연구들에 대해 조사한 후 그 방법을 일반화하여 하나의 실험적 연구 방법을 제안하고자 한다. 또한 제안하는 방법의 순서에 따라 수행한 사례로써 병행성 결함 탐지에 대한 2가지 실험 사례를 제시하고자 한다. 이를 위해 실제 결함이 있는 실험 대상을 확보하기 위한 대안으로써 인위적으로 결함을 SQLite와 BRL-CAD의 두 가지 오픈소스 소프트웨어에 주입하여 이 결함을 Helgrind, DRD 도구가 실제로 탐지하는지 알아보았다. 또한 Mozilla NSPR 라이브러리에서 재현될 수 있는 실제 병행성 결함 사례 대상으로 동일한 도구들을 적용하여 실험적 연구방법에 대한 효과를 확인하였다.;With the advent of multi-core processors, concurrent defects are increasing in modern software. Concurrent defects are defects caused by non-deterministic interleaving between shared memory accesses, which are difficult to reproduce due to sporadic occurrence and unpredictable characteristics, and it is difficult to diagnose and correct the root cause of defects. These problems can cause tremendous material loss and even risk death. To prevent this, researches for detecting concurrent faults have been continuously carried out. Most studies conduct empirical studies to determine the effectiveness of tools to detect defects. In this study, we investigate the existing studies that demonstrate the results of the experiment and generalize the method to suggest one method. In addition, we present two cases of concurrent defect detection as an example of the proposed method. For this purpose, we have artificially injected defects into two open-source software, SQLite and BRL-CAD, to see if the defects are actually detected by the Helgrind, DRD tools as an alternative to obtaining real defective objects. We also confirmed the effectiveness of the experimental method by applying the same tools to the actual concurrent defect cases that can be reproduced in the Mozilla NSPR library.