Implementation of 3-valued BDDs in Q3B

Bc. Matěj Pavlík

Bachelor's thesis

Abstract:

Práce se zabývá SMT-solverem Q3B pracujícím nad teorií kvantifikovaných bitvektorových formulí, který reprezentuje průběžné výsledky pomocí binárních rozhodovacích diagramů (BDD). Q3B využívá aproximace množiny modelů dvojicí diagramů -- nadhodnocujícího a podhodnocujícího. V práci je tato reprezentace nahrazena jediným diagramem s novým cílem ? (vedle původních 0, 1), což může potenciálně vést k nižším paměťovým nárokům implementace a jejímu rychlejšímu běhu. To zahrnuje vedle teoretického rozboru rovněž úpravu knihovny CUDD, která solveru poskytuje rozhraní pro BDD, a implementaci do samotného Q3B. Nový přístup je experimentálně vyhodnocen oproti přístupu původnímu.

Abstract:

The thesis deals with the Q3B SMT-solver working over the theory of quantified bit-vector formulas, which represents the intermediate results using binary decision diagrams (BDDs). Q3B employs approximations of the set of models with a pair of BDDs -- overapproximating and underapproximating. In the works, the representation is replaced with a single BDD with a new target ? (besides the original 0, 1) which possibly leads to lower memory requirements and a faster run of the implementation. This involves, besides the theoretical discussion, an adjustment to the CUDD library, which provides the BDD interface for Q3B, as well as the implementation in Q3B itself. The new approach is evaluated experimentally against the original approach.

Keywords

binary decision diagrams (BDDs), CUDD, 3-valued BDDs, bit-vectors, Q3B, SMT-solving

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 5. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 29. 6. 2021
• Supervisor: doc. RNDr. Jan Strejček, Ph.D.
• Reader: doc. RNDr. Vojtěch Řehák, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Bachelor programme / field:
Applied Informatics / Applied Informatics