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Verifying a Concurrent Garbage Collector using a Rely-Guarantee Methodology

Authors :
Gustavo Petri
David Cachera
Delphine Demange
Jan Vitek
David Pichardie
Yannick Zakowski
Suresh Jagannathan
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 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 Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA)
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)
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
NSF CCF- 1318227
CCF-1544542
SHF-1518844
ONR N00014-15-1-2332
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 (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 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)
Source :
ITP 2017-8th International Conference on Interactive Theorem Proving, ITP 2017-8th International Conference on Interactive Theorem Proving, Sep 2017, Brasília, Brazil. pp.496-513, ⟨10.1007/978-3-319-66107-0_31⟩, Lecture Notes in Computer Science, Lecture Notes in Computer Science-Interactive Theorem Proving, Interactive Theorem Proving ISBN: 9783319661063, ITP, J. Autom. Reasoning
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

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

Details

Language :
English
ISBN :
978-3-319-66106-3
978-3-319-66107-0
ISSN :
03029743 and 16113349
ISBNs :
9783319661063 and 9783319661070
Database :
OpenAIRE
Journal :
ITP 2017-8th International Conference on Interactive Theorem Proving, ITP 2017-8th International Conference on Interactive Theorem Proving, Sep 2017, Brasília, Brazil. pp.496-513, ⟨10.1007/978-3-319-66107-0_31⟩, Lecture Notes in Computer Science, Lecture Notes in Computer Science-Interactive Theorem Proving, Interactive Theorem Proving ISBN: 9783319661063, ITP, J. Autom. Reasoning
Accession number :
edsair.doi.dedup.....5548be8beb952f52abdbda285872812d
Full Text :
https://doi.org/10.1007/978-3-319-66107-0_31⟩