Original title: Rozhodovací procedura pro silně separační logiku
Translated title: A Decision Procedure for Strong-Separation Logic
Authors: Dacík, Tomáš ; Rogalewicz, Adam (referee) ; Vojnar, Tomáš (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2022
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract: [eng] [cze]
Separační logika (SL) patří mezi nejúspěšnější nástroje pro verifikaci programů pracujících s dynamicky alokovanou pamětí. Její vysoká expresivita ovšem přináší nerozhodnutelnost pokud formule kombinují více jejích spojek, především separační implikace. Jako řešení byla navrhnuta takzvaná silně-separační logika (SSL), která díky striktnější definici sémantiky rozšiřuje rozhodnutelný fragment a přitom zůstává vhodná pro verifikaci programů. V současnosti ale neexistuje žádná implementace rozhodovací procedury pro tuto logiku. Tato práce se zaměřuje na návrh a implementaci rozhodovací procedury pro SSL založené na překladu vstupní formule na formuli v prvořádové logice, jejíž splnitelnost je poté možné ověřit pomocí specializovaných nástrojů. Experimentální výsledky na omezeném fragmentu, kde SL a SSL splývají, ukazují, že navržený nástroj je schopen efektivně řešit formule pocházející z verifikačních nástrojů a výrazně překonává všechny ostatní existující rozhodovací procedury, které jsou také založené na překladu. Během experimentů jsme také odhalili několik případů nekorektnosti heuristik použitých v rozhodovací proceduře pro SL implementované v nástroji cvc5. Na základě našich hlášení byly tyto heuristiky opraveny. Separation logic (SL) is one of the most successful tools for verification of programs that manipulate dynamically allocated memory. Its expressive power, however, comes at a cost of undecidability when several of its features are combined, especially separating implications. To circumvent this problem, the recently introduced strong-separation logic (SSL) uses a stricter definition of the semantics, making it decidable, while remaining suitable for verification. However, there is currently no implementation of a decision procedure for SSL. In this work, we propose a decision procedure for SSL based on a translation to first-order formulae that can be later solved by a specialised solver. Our experimental results on restricted fragments where SL and SSL coincide show that our approach can effectively solve formulae obtained from verification tools based on SL and also outperform all other existing translation-based decision procedures. Moreover, during our experiments, we found cases of unsoundness of the heuristics implemented in the decision procedure for SL that is a part of the well-known cvc5 SMT solver. Based on our reports, those heuristics has been fixed.
Keywords: rozhodovací procedura; Separační logika; silně-separační logika; SMT; decision procedure; Separation logic; SMT; strong-separation logic

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/208308

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-561509


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses