HolBA is a binary analysis library that can be used to formally verify binary programs using contracts. It is developed in the interactive theorem prover HOL4 to achieve a high degree of trust in verification, the result of verification is a machine-checked proof demonstrating its correctness. This thesis presents two proof-producing procedures. The first resolve indirect jumps in BIR, the binary intermediate language used in HolBA, given their possible targets. The second transfers contracts proved on resolved BIR programs without indirect jumps to the original ones containing indirect jumps. This allows the existing weakest precondition generator to automatically prove contracts on loop-free BIR fragments containing indirect jumps. The implemented proof-producing procedures were evaluated on a small binary program and generated synthetic BIR programs. It was found that the first proof-producing procedure is not very efficient, which could pose a problem when verifying large binary programs. Future work could include improving the efficiency of the first proof-producing procedure and integrate it with an external tool that automatically finds possible targets of indirect jumps. / HolBA är ett bibliotek för binär analys som kan användas för att formellt verifiera binära program med kontrakt. Det är utvecklat i den interaktiva teorembevisaren HOL4 för att åstadkomma en hög grad av tillit till verifiering, resultatet av verifiering är ett maskin-kontrollerat bevis som demonstrerar dess korrekthet. Detta arbete presenterar två bevis-producerande procedurer. Den första bestämmer indirekta hopp i BIR, den binära mellanliggande representationen som används i HolBA, givet deras möjliga mål. Den andra överför kontrakt bevisade för bestämda BIR program utan indirekta hopp till originalen med indirekta hopp. Detta möjliggör den existerande svagaste förutsättning generatorn att automatiskt bevisa kontrakt för sling-fria BIR fragment som innehåller indirekta hopp. De implementerade bevis-producerande procedurerna utvärderades med ett litet binärt program och med genererade syntetiska BIR program. Det visades att den första bevis-producerande proceduren inte är särskilt effektiv, vilket skulle kunna vara ett problem vid verifiering av stora binära program. Framtida arbete skulle kunna inkludera att förbättra effektiviteten för den första bevis-producerande proceduren och att integrera den med ett externt verktyg som automatiskt kan hitta de möjliga målen för indirekta hopp.

Memory management errors in concurrent software running on multi-core architectures can be difficult and costly to detect and repair. Examples of errors are usage of uninitialized memory, memory leaks, and data corruptions due to unintended overwrites of data that are not owned by the writing entity. If memory management errors could be detected at an early stage, for example when using a simulator before the software has been delivered and integrated in a product, significant savings could be achieved. This thesis investigates and develops methods for detection of usage of uninitialized memory in software that runs on a virtual hardware platform. The virtual hardware platform has models of Ericsson Radio Base Station hardware for baseband processing and digital radio processing. It is a bit-accurate representation of the underlying hardware, with models of processors and peripheral units, and it is used at Ericsson for software development and integration. There are tools available, such as Memcheck (Valgrind), and MemorySanitizer and AddressSanitizer (Clang), for memory management error detection. The features of such tools have been investigated, and memory management error detection algorithms were developed for a given processor’s instruction set. The error detection algorithms were implemented in a virtual platform, and issues and design considerations reflecting the application-specific instruction set architecture of the processor, were taken into account. A prototype implementation of memory error presentation with error locations mapped to the source code of the running program, and presentation of stack traces, was done, using functionality from a debugger. An experiment, using a purpose-built test program, was used to evaluate the error detection capability of the algorithms in the virtual platform, and for comparison with the error detection capability of Memcheck. The virtual platform implementation detects all known errors, except one, in the program and reports them to the user in an appropriate manner. There are false positives reported, mainly due to the limited awareness about the operating system used on the simulated processor / Minneshanteringsfel i parallell mjukvara som exekverar på flerkärniga arkitekturer kan vara svåra att detektera, samt kostsamma att åtgärda. Exempel på fel kan vara användning av ej initialiserat minne, minnesläckage, samt att data blir överskrivna av en process som inte är ägare till de data som skrivs över. Om minneshanteringsfel kan detekteras i ett tidigt skede, t ex genom att använda en simulator, som körs innan mjukvaran har levererats och integrerats i en produkt, skulle man kunna erhålla signifikanta kostnadsbesparingar. Detta examensarbete undersöker och utvecklar metoder för detektion av ej initialiserat minne i mjukvara som körs på en virtuell plattform. Den virtuella plattformen innehåller modeller av delar av den digitala hårdvara, för basband och radio, som finns i en Ericsson radiobasstation. Modellerna är bit-exakta representationer av motsvarande hårdvarublock, och innefattar processorer och periferienheter. Den virtuella plattformen används av Ericsson för utveckling och integration av mjukvara. Det finns verktyg, exempelvis Memcheck (Valgrind), samt MemorySanitizer och AddressSanitizer (Clang), som kan användas för att detektera minneshanteringsfel. Egenskaper hos sådana verktyg har undersökts, och algoritmer för detektion av minneshanteringsfel har utvecklats, för en specifik processor och dess instruktioner. Algoritmerna har implementerats i en virtuell plattform, och kravställningar och design-överväganden som speglar den tillämpnings-specifika instruktionsrepertoaren för den valda processorn, har behandlats. En prototyp-implementation av presentation av minneshanteringsfel, där källkodsraderna samt anropsstacken för de platser där fel har hittats pekas ut, har utvecklats, med användning av en debugger. Ett experiment, som använder sig av ett för ändamålet utvecklat program, har använts för att utvärdera feldetektions-förmågan för de algoritmer som implementerats i den virtuella plattformen, samt för att jämföra med feldetektions-förmågan hos Memcheck. De algoritmer som implementerats i den virtuella plattformen kan, för det program som används, detektera alla kända fel, förutom ett. Algoritmerna rapporterar också falska felindikeringar. Dessa rapporter är huvudsakligen ett resultat av att den aktuella implementationen har begränsad kunskap om det operativsystem som används på den simulerade processorn.