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Verifying a Concurrent Garbage Collector with a Rely-Guarantee Methodology

Authors :
Jan Vitek
Gustavo Petri
Yannick Zakowski
Delphine Demange
David Cachera
Suresh Jagannathan
David Pichardie
École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)
Software certification with semantic analysis (CELTIQUE)
Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4)
Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Institut de Recherche en Informatique Fondamentale (IRIF (UMR_8243))
Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Computer Science [Purdue]
Purdue University [West Lafayette]
Northeastern University [Boston]
ANR-14-CE28-0004,DISCOVER,Représentations Intermédiaires et Sémantiques de la Concurrence pour les Compilateurs Vérifiés(2014)
Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Source :
Journal of Automated Reasoning, Journal of Automated Reasoning, 2018, ⟨10.1007/s10817-018-9489-x⟩, Journal of Automated Reasoning, Springer Verlag, 2018, ⟨10.1007/s10817-018-9489-x⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

International audience; Concurrent garbage collection algorithms are a challenge for program verification. In this paper, we address this problem by proposing a mechanized proof methodology based on the Rely-Guarantee proof technique. We design a compiler intermediate representation with strong type guarantees, dedicated support for abstract concurrent data structures, and high-level iterators on runtime internals. In addition, we define an Rely-Guarantee program logic supporting an incremental proof methodology where annotations and invariants can be progressively enriched. We formalize the intermediate representation, the proof system, and prove the soundness of the methodology in the Coq proof assistant. Equipped with this, we prove a fully concurrent garbage collector where mutators never have to wait for the collector.

Details

Language :
English
ISSN :
01687433 and 15730670
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Automated Reasoning, Journal of Automated Reasoning, 2018, ⟨10.1007/s10817-018-9489-x⟩, Journal of Automated Reasoning, Springer Verlag, 2018, ⟨10.1007/s10817-018-9489-x⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....385df8e2609d466368827576019acb7a
Full Text :
https://doi.org/10.1007/s10817-018-9489-x⟩