支持路由协议分析的内核函数调用图工具设计

【摘要】随着软件系统规模与复杂度的日益增长,软件系统结构以及软件安全漏洞的源代码分析也变得日益重要。目前存在的源代码分析方法及源代码分析工具,不能够满足分析大型软件源代码体系结构的需求。对于像Linux内核等大型软件来说,由于开发人员众多,没有统一的开发文档,对于想要开发和改进其中路由协议的开发人员来说,需要花费较长时间去了解,面临挑战和困难。本文通过分析以往源代码分析方法及源代码分析工具中存在的不足,针对以往源代码分析中存在的不能够方便的分析文件及目录间的函数调用关系以及直接对源代码分析存在冗余,同时结合编译过程生成的寄存器传送语言,提出基于RTL(RegisterTransferLanguage,寄存器传送语言)的函数调用图生成方法,继而设计并实现了内核函数调用图工具CG-RTL(callgraphbasedonRTL,简称为CG-RTL)。RTL即寄存器传送语言,含有函数的定义以及函数调用信息。内核函数调用图工具CG-RTL通过从RTL中获取信息并且与LXR相结合来解决上述问题。本文通过从每个源文件编译过程中生成的RTL文件中提取函数定义及调用信息,当用户的选择和输入为生成目录间的函数调用图或者函数调用关系列表时,对每个源文件函数调用信息进行递归,生成目录间的函数调用关系,进而通过图和列表的形式展示在浏览器中。由于SVG图片良好的交互功能,内核函数调用图工具CG-RTL对图片进行功能的扩展,并且对函数调用列表进行函数注释的直接展现。本文通过使用内核函数调用图工具CG-RTL(callgraphbasedonRTL)对Linux系统中TCP/IP协议栈中的部分内容做分析。路由协议分析是Linux内核分析中的重要内容,其中AODV路由协议是在自组网中经常用到的被动路由协议,自组网(adhocnetwork)是一组无线节点组成的移动自组织网络,其不依赖于具体的设施,在基站覆盖不到的地方,可以借助自组网里的中间节点收发信息进行节点间的通信。AODV路由协议通常移植到Linux用户空间应用在实际系统中,其运行会用到Linux操作系统内核的TCP/IP协议栈处理机制,其中netlink是一个特殊的IPC通信机制,主要用于进程在用户空间和内核空间之间的通信,而netfilter则充当过滤层在IP层进行数组传送时,对进来或者出去的数据包或者帧进行过滤。通过分析Linux实际系统中TCP/IP协议栈中的内容,可以显示内核函数调用图工具CG-RTL(callgraphbasedonRTL)在分析大型软件,例如Linux等源代码对应文档不多,开发人员复杂的软件体系结构,相对于传统的源代码分析方法以及源代码分析工具更加简便,花费时间更少,更加贴近于源代码运行时的状态。
【作者】杜香燕；
【导师】孙卫真；
【作者基本信息】首都师范大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】源代码分析；TCP/IP协议栈；编译中间结果；CG-RTL；

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