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Spark环境下基于SMT的分布式限界模型检测
  • ISSN号:1000-3428
  • 期刊名称:《计算机工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP311[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:中南大学软件学院嵌入式系统与网络实验室,长沙410075
  • 相关基金:国家自然科学基金面上项目(61272151);中南大学自主探索创新项目(2016zzts373).
中文摘要:

在基于可满足性模理论(SMT)的限界模型检测中,限界深度对于程序验证结果的可信性和程序验证效率具有重要影响。传统串行检测方法由于单机处理性能和内存的限制,不能在限界较深的条件下进行验证。针对该问题,在Spark环境下提出一种分布式限界模型检测方法。将源程序的LLVM中间表示(LLVM-IR)构造为Spark内置的数据结构PairRDD,利用MapReduce算法将PairRDD转化为表示验证条件的弹性分布式数据集(VCsRDD),VCsRDD转化为SMT-LIB并输入SMT求解器进行验证。实验结果表明,与传统串行检测方法相比,该方法提高了验证过程中的限界深度和验证结果的正确率,并且对于复杂度较高的程序在限界相同的情况下其验证速度也有所提升。

英文摘要:

The credibility of program verification results and the verification efficiency in Satisfiablity Modulo Theories (SMT) -based bounded model checking are influenced greatly by bounds. However, the traditional serial checking method cannot validate under the conditions of too large bounds because of the limitation of handling performance and memory in a single machine. In order to solve this problem, this paper proposes a SMT-based distributed BMC method in Spark. First of all,the LLVM Intermediate Representation (LLVM-IR) translated from the source program is converted into Spark built-in data structure Pair Resilient Distributed Dataset(RDD). Afterwards, the Pair RDD is converted into Verification Conditions RDD (VCs RDD) which is then converted into SMT-LIB with the proposed MapReduce algorithm. In the end,the proposed method utilizes SMT solver for verification with the SMT-LIB. Experimental results indicate that, compared with the traditional serial checking method, the proposed method improves not only the bounds of the validation process and the correctness of the verification results, but also the speed of verification for the program with higher comolexity under the same bound.

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期刊信息
  • 《计算机工程》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:华东计算技术研究所 上海市计算机学会
  • 主编:游小明
  • 地址:上海市桂林路418号
  • 邮编:200233
  • 邮箱:ecice06@ecict.com.cn
  • 电话:021-64846769
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3428
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1289/TP
  • 邮发代号:4-310
  • 获奖情况:
  • 1999~2000、2001~2002年度信息产业部优秀期刊奖,2003-2004、2005-2006年度信息产业部电子精品科技...,2007-2008、2009-2010年度工业和信息产业部电子精...,012年度中国科技论文在线优秀期刊一等奖,2013年度中国科技论文在线优秀期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:84139