LLFI 工具学习与使用

LLFI使用步骤

Complie编译生成中间代码

将源文件进行编译生成.ll格式的中间代码。

• 输入：源程序（C/C++程序）
• 输出：编译生成.ll文件或者.bc文件

~/LLFI-master/llvm/bin/clang -emit-llvm -S sample.c -o sample.ll
~/LLFI-master/llvm/bin/clang -emit-llvm -c sample.c -o sample.bc

Instrument工具插入回调函数

在生成的中间代码(.ll/.bc文件)中插入回调函数，以进行分析和故障注入。可以在指定位置进行插入，指定位置是由input.yaml文件中指定要注入的故障确定。

~/LLFI-master/llfi/bin/Instrucment --readable sample.ll
~/LLFI-master/llfi/bin/Instrucment sample.bc

• 输入：编译生成的中间代码.ll/.bc，以及带有 compileTime 选项的 input.yaml 文件（没有在命令中体现，只需要将input.yaml和源代码放在同一目录下即可）
• 输出：两个 .ll（或 .bc）文件分别用于分析和故障注入。这些文件将分别称为 sample-profiling.ll 和 sample-faultinjection.ll。还会生成相应的可执行文件 sample-profiling.exe 和 sample-faultInjection.exe。

Profiling 分析

为了获取步骤2中标识的.ll文件中指定位置的动态执行计数。

~/LLFI-master/llfi/bin/Profile ./llfi/sample-profiling.exe <程序参数>

• 输入：分析可执行文件sample-profiling.exe，和程序所需要的参数
• 输出：llfi-stat-profile.txt，它是一个包含循环总数（即感兴趣的地方的执行实例）的文本文件，以及一个包含程序黄金输出的输出文件

Fault Injection 故障注入

~/LLFI-master/llfi/bin/injectfault ./llfi/sample-faultinjection.exe <程序参数>

• 输入：fault-injection 可执行文件sample-faultInjection.exe，输入的yaml 文件填入运行时选项，尤其是fault-injection 运行次数和faultinjector 类型。此外，分析步骤 3 的输出。
• 输出：故障注入实验的结果，以及注入的日志文件和生成的输出文件。应用程序写入 stderr 的任何错误消息也会被记录下来。

inpuy.yaml各指令含义

defaultTimeOut: 500 
compileOption:  # 定义LLFI的编译时选项
    instSelMethod: # 指令选择器
      - insttype:
          include: 
            - all
          exclude:
            - ret

    regSelMethod: regloc # 寄存器选择器
    regloc: dstreg

    includeInjectionTrace: # 跟踪选项
        - forward
        - backward

    tracingPropagation: True # trace dynamic instruction values.

    tracingPropagationOption:
        maxTrace: 250 # max number of instructions to trace during fault injection run
        debugTrace: True/False
        generateCDFG: True

runOption:
    - run:
        numOfRuns: 3
        fi_type: bitflip

compileOption层次结构

定义了LLFI的编译时选项，包括指令选择器、寄存器选择器、跟踪选项等。指令选择器和寄存器选择器可以用于指定故障注入的范围，通过配置这两个选择器，用户可以限制可能发生故障的潜在位置。

compileOption:
	### 必须项目 ###
    instSelMethod:
        <content of inst selector>...
    regSelMethod: <content of reg selector>...

	### 可选择项目 ###
    tracingPropagation: True/False
    tracingPropagationOption:
		<content of tracing propagation option>
	includeInjectionTrace:
	    - forward
	    - backward

instSelMethod

定义指令选择器instSelMethod是定义指令选择器的块。它位于compileOption\的字典中。下面是这个块的结构：

instSelMethod:
  - <insttype/funcname/customInstselector>:
      include:
        - <inst types/func names/name of custom inst selector>
      exclude:
        - <inst types/func names>
      options:
        - <command line options for the inst selector>