Solving constrained Horn clauses modulo algebraic data types and recursive functions
Notice bibliographique
Résumé
This work addresses the problem of verifying imperative programs that manipulate data structures, e.g., Rust programs. Data structures are usually modeled by Algebraic Data Types (ADTs) in verification conditions. Inductive invariants of such programs often require recursively defined functions (RDFs) to represent abstractions of data structures. From the logic perspective, this reduces to solving Constrained Horn Clauses (CHCs) modulo both ADT and RDF. The underlying logic with RDFs is undecidable. Thus, even verifying a candidate inductive invariant is undecidable. Similarly, IC3-based algorithms for solving CHCs lose their progress guarantee: they may not find counterexamples when the program is unsafe. We propose a novel IC3-inspired algorithm Racer for solving CHCs modulo ADT and RDF (i.e., automatically synthesizing inductive invariants, as opposed to only verifying them as is done in deductive verification). Racer ensures progress despite the undecidability of the underlying theory, and is guaranteed to terminate with a counterexample for unsafe programs. It works with a general class of RDFs over ADTs called catamorphisms. The key idea is to represent catamorphisms as both CHCs, via relationification , and RDFs, using novel abstractions . Encoding catamorphisms as CHCs allows learning inductive properties of catamorphisms, as well as preserving unsatisfiabilty of the original CHCs despite the use of RDF abstractions, whereas encoding catamorphisms as RDFs allows unfolding the recursive definition, and relying on it in solutions. Abstractions ensure that the underlying theory remains decidable. We implement our approach in Z3 and show that it works well in practice.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».