Skip to main content

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Invariant Generation for Multi-Path Loops with Polynomial Assignments

verfasst von : Andreas Humenberger, Maximilian Jaroschek, Laura Kovács

Erschienen in: Verification, Model Checking, and Abstract Interpretation

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Program analysis requires the generation of program properties expressing conditions to hold at intermediate program locations. When it comes to programs with loops, these properties are typically expressed as loop invariants. In this paper we study a class of multi-path program loops with numeric variables, in particular nested loops with conditionals, where assignments to program variables are polynomial expressions over program variables. We call this class of loops extended P-solvable and introduce an algorithm for generating all polynomial invariants of such loops. By an iterative procedure employing Gröbner basis computation, our approach computes the polynomial ideal of the polynomial invariants of each program path and combines these ideals sequentially until a fixed point is reached. This fixed point represents the polynomial ideal of all polynomial invariants of the given extended P-solvable loop. We prove termination of our method and show that the maximal number of iterations for reaching the fixed point depends linearly on the number of program variables and the number of inner loops. In particular, for a loop with m program variables and r conditional branches we prove an upper bound of $$m\cdot r$$ iterations. We implemented our approach in the Aligator software package. Furthermore, we evaluated it on 18 programs with polynomial arithmetic and compared it to existing methods in invariant generation. The results show the efficiency of our approach.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Metadaten
Titel
Invariant Generation for Multi-Path Loops with Polynomial Assignments
verfasst von
Andreas Humenberger
Maximilian Jaroschek
Laura Kovács
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-73721-8_11

Premium Partner