Abstract Interpretation of FIFO channels

Bertrand Jeannet (1) , Thierry Jéron (1) , Tristan Le Gall (1)

1 VERTECS - Verification models and techniques applied to testing and control of reactive systems

We address the analysis and the verification of communicating systems, which are systems built from sequential processes communicating via unbounded FIFO channels. We adopt the Abstract Interpretation approach to this problem, by defining approximate representations of sets of configuration of FIFO channels. In this paper we restrict our attention to the case where processes are finite-state processes and the alphabet of exchanged messages is finite. We first focus on systems with only one queue, for which we propose an abstract lattice based on regular languages, and we then generalize our proposal to systems with several queues. In particular, we define for these systems two abstract lattices, which are resp. non-relational and relational abstract lattices. We use those lattices for computing an over-approximation of the reachability set of a CFSM. Our experimental evaluation shows that, for some protocols, we obtain results that are as good as those obtained by exact methods founded on acceleration techniques. \\ Nous nous intéressons à l'analyse et à la vérification de systèmes communiquants, qui sont des systèmes formés de processus séquentiels communiquant par des files de communication non bornées. Nous proposons de suivre l'approche de l'interprétation abstraite, en définissant des représentations approchées pour les ensembles de configuration de files de communication. Dans le cadre de cet article, nous nous restreignons au cas où les processus sont d'état fini et l'alphabet des messages échangés est également fini. Nous étudions d'abord les systèmes avec une seule file de communication, pour lesquels nous proposons un treillis abstrait fondé sur les langages réguliers, puis généralisons notre proposition aux systèmes avec plusieurs files. En particulier nous définissons pour ces derniers deux treillis abstraits, le premier non-relationel et le second relationel, c'est-à-dire capable de représenter des propriétés liant deux files de communication différentes. Nous utiliserons ces treillis pour calculer une sur-approximation de l'ensemble d'atteignabilité d'un CFSM. Notre évaluation expérimentale montre que nous obtenons, sur certains protocoles, des résultats aussi bons que ceux obtenus par des méthodes exactes fondées sur des techniques d'accélération.

Mots clés: Communicating Finite State Machines; Reachability Analysis; FIFO channels systems; Abstract Interpretation \\ Automates communicants; Analyse d'atteignabilité; Systèmes FIFO; Interprétation Abstraite

Domaines: Autre [cs.OH]

Bertrand Jeannet, Thierry Jéron, Tristan Le Gall. Abstract Interpretation of FIFO channels. [Research Report] PI 1767, 2005, pp.25. ⟨inria-00001031⟩