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A program logic for obstruction-freedom

Frontiers of Computer Science 2024年第6期18卷 1-16页

作者： LI Zhao-Hui FENG Xin-Yu School of Computer Science and Technology University of Science and Technology of China Department of Computer Science and Technology Nanjing University State Key Laboratory for Novel Software Technology Nanjing University

Though obstruction-free progress property is weaker than other non-blocking properties including lock-freedom and wait-freedom, it has advantages that have led to the use of obstruction-free implementations for software transactional memory (STM) and in anonymous and fault-tolerant distributed computing. However, existing work can only verify obstruction-freedom of specific data structures (e.g., STM and list-based algorithms).In this paper, to fill this gap, we propose a program logic that can formally verify obstruction-freedom of practical implementations, as well as verify linearizability, a safety property, at the same time. We also propose informal principles to extend a logic for verifying linearizability to verifying obstruction-freedom. With this approach, the existing proof for linearizability can be reused directly to construct the proof for both linearizability and ***, we have successfully applied our logic to verifying a practical obstruction-free double-ended queue implementation in the first classic paper that has proposed the definition of obstruction-freedom.

关键词： verification program logic progress properties obstruction-freedom concurrent objects

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