Exploiting structure for scalable software verification
Notice bibliographique
Résumé
Software bugs are expensive. Recent estimates by the US National Institute of Standards and Technology claim that the cost of software bugs to the US economy alone is approximately 60 billion USD annually. As society becomes increasingly software-dependent, bugs also reduce our productivity and threaten our safety and security. Decreasing these direct and indirect costs represents a significant research challenge as well as an opportunity for businesses. Automatic software bug-finding and verification tools have a potential to completely revolutionize the software engineering industry by improving reliability and decreasing development costs. Since software analysis is in general undecidable, automatic tools have to use various abstractions to make the analysis computationally tractable. Abstraction is a double-edged sword: coarse abstractions, in general, yield easier verification, but also less precise results. This thesis focuses on exploiting the structure of software for abstracting away irrelevant behavior. Programmers tend to organize code into objects and functions, which effectively represent natural abstraction boundaries. Humans use such structural abstractions to simplify their mental models of software and for constructing informal explanations of why a piece of code should work. A natural question to ask is: How can automatic bug-finding tools exploit the same natural abstractions? This thesis offers possible answers. More specifically, I present three novel ways to exploit structure at three different steps of the software analysis process. First, I show how symbolic execution can preserve the data-flow dependencies of the original code while constructing compact symbolic representations of programs. Second, I propose structural abstraction, which exploits the structure preserved by the symbolic execution. Structural abstraction solves a long-standing open problem --- scalable interprocedural path- and context-sensitive program analysis. Finally, I present an automatic tuning approach that exploits the fine-grained structural properties of software (namely, data- and control-dependency) for faster property checking. This novel approach resulted in a 500-fold speedup over the best previous techniques. Automatic tuning not only redefined the limits of automatic software analysis tools, but also has already found its way into other domains (like model checking), demonstrating the generality and applicability of this idea.
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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 | 0,017 |
| 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 | 0,005 |
| Communication savante | 0,003 | 0,009 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,006 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,004 |
| 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 ».