Skip to main content

2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

Polynomial Invariants by Linear Algebra

verfasst von : Steven de Oliveira, Saddek Bensalem, Virgile Prevosto

Erschienen in: Automated Technology for Verification and Analysis

Verlag: Springer International Publishing

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

search-config
loading …

Abstract

We present in this paper a new technique for generating polynomial invariants, divided in two independent parts: a procedure that reduces polynomial assignments composed loops analysis to linear loops under certain hypotheses and a procedure for generating inductive invariants for linear loops. Both of these techniques have a polynomial complexity for a bounded number of variables and we guarantee the completeness of the technique for a bounded degree which we successfully implemented for C programs verification.

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!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Alur, R., Etessami, K., Madhusudan, P.: A temporal logic of nested calls and returns. In: Jensen, K., Podelski, A. (eds.) TACAS 2004. LNCS, vol. 2988, pp. 467–481. Springer, Heidelberg (2004)CrossRef Alur, R., Etessami, K., Madhusudan, P.: A temporal logic of nested calls and returns. In: Jensen, K., Podelski, A. (eds.) TACAS 2004. LNCS, vol. 2988, pp. 467–481. Springer, Heidelberg (2004)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Beyer, D., Henzinger, T.A., Majumdar, R., Rybalchenko, A.: Path invariants. In: ACM SIGPLAN Conference on Programming Language Design and Implementation, pp. 300–309 (2007) Beyer, D., Henzinger, T.A., Majumdar, R., Rybalchenko, A.: Path invariants. In: ACM SIGPLAN Conference on Programming Language Design and Implementation, pp. 300–309 (2007)
4.
Zurück zum Zitat Botella, B., Delahaye, M., Ha, S.H.T., Kosmatov, N., Mouy, P., Roger, M., Williams, N.: Automating structural testing of C programs: experience with PathCrawler. In: 4th International Workshop on Automation of Software Test, AST, pp. 70–78 (2009) Botella, B., Delahaye, M., Ha, S.H.T., Kosmatov, N., Mouy, P., Roger, M., Williams, N.: Automating structural testing of C programs: experience with PathCrawler. In: 4th International Workshop on Automation of Software Test, AST, pp. 70–78 (2009)
5.
Zurück zum Zitat Cachera, D., Jensen, T.P., Jobin, A., Kirchner, F.: Inference of polynomial invariants for imperative programs: a farewell to Gröbner bases. Sci. Comput. Program. 93, 89–109 (2014)CrossRef Cachera, D., Jensen, T.P., Jobin, A., Kirchner, F.: Inference of polynomial invariants for imperative programs: a farewell to Gröbner bases. Sci. Comput. Program. 93, 89–109 (2014)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Clarke, E.M., Grumberg, O., Jha, S., Lu, Y., Veith, H.: Counterexample-guided abstraction refinement. CAV 2000, 154–169 (2000)MATH Clarke, E.M., Grumberg, O., Jha, S., Lu, Y., Veith, H.: Counterexample-guided abstraction refinement. CAV 2000, 154–169 (2000)MATH
8.
Zurück zum Zitat Cooper, K.D., Simpson, L.T., Vick, C.A.: Operator strength reduction. ACM Trans. Program. Lang. Syst. 23(5), 603–625 (2001)CrossRef Cooper, K.D., Simpson, L.T., Vick, C.A.: Operator strength reduction. ACM Trans. Program. Lang. Syst. 23(5), 603–625 (2001)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Hoare, C.A.R.: An axiomatic basis for computer programming. Commun. ACM 12(10), 576–580 (1969)CrossRefMATH Hoare, C.A.R.: An axiomatic basis for computer programming. Commun. ACM 12(10), 576–580 (1969)CrossRefMATH
11.
Zurück zum Zitat Hoare, C.A.R.: The verifying compiler: a grand challenge for computing research. J. ACM 50(1), 63–69 (2003)CrossRefMATH Hoare, C.A.R.: The verifying compiler: a grand challenge for computing research. J. ACM 50(1), 63–69 (2003)CrossRefMATH
12.
Zurück zum Zitat Hojjat, H., Iosif, R., Konečný, F., Kuncak, V., Rümmer, P.: Accelerating interpolants. In: Chakraborty, S., Mukund, M. (eds.) ATVA 2012. LNCS, vol. 7561, pp. 187–202. Springer, Heidelberg (2012)CrossRef Hojjat, H., Iosif, R., Konečný, F., Kuncak, V., Rümmer, P.: Accelerating interpolants. In: Chakraborty, S., Mukund, M. (eds.) ATVA 2012. LNCS, vol. 7561, pp. 187–202. Springer, Heidelberg (2012)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Kauers, M., Zimmermann, B.: Computing the algebraic relations of C-finite sequences and multisequences. J. Symb. Comput. 43(11), 787–803 (2008)MathSciNetCrossRefMATH Kauers, M., Zimmermann, B.: Computing the algebraic relations of C-finite sequences and multisequences. J. Symb. Comput. 43(11), 787–803 (2008)MathSciNetCrossRefMATH
15.
Zurück zum Zitat Kirchner, F., Kosmatov, N., Prevosto, V., Signoles, J., Yakobowski, B.: Frama-C: a software analysis perspective. Formal Aspects Comput. 27(3), 573–609 (2015)MathSciNetCrossRef Kirchner, F., Kosmatov, N., Prevosto, V., Signoles, J., Yakobowski, B.: Frama-C: a software analysis perspective. Formal Aspects Comput. 27(3), 573–609 (2015)MathSciNetCrossRef
16.
Zurück zum Zitat Kovács, L.: Aligator: a mathematica package for invariant generation (system description). In: Armando, A., Baumgartner, P., Dowek, G. (eds.) IJCAR 2008. LNCS (LNAI), vol. 5195, pp. 275–282. Springer, Heidelberg (2008)CrossRef Kovács, L.: Aligator: a mathematica package for invariant generation (system description). In: Armando, A., Baumgartner, P., Dowek, G. (eds.) IJCAR 2008. LNCS (LNAI), vol. 5195, pp. 275–282. Springer, Heidelberg (2008)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Kovács, L.: A complete invariant generation approach for P-solvable loops. In: Pnueli, A., Virbitskaite, I., Voronkov, A. (eds.) PSI 2009. LNCS, vol. 5947, pp. 242–256. Springer, Heidelberg (2010)CrossRef Kovács, L.: A complete invariant generation approach for P-solvable loops. In: Pnueli, A., Virbitskaite, I., Voronkov, A. (eds.) PSI 2009. LNCS, vol. 5947, pp. 242–256. Springer, Heidelberg (2010)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Mayr, E.: Membership in polynomial ideals over Q is exponential space complete. In: Monien, B., Cori, R. (eds.) STACS 1989. LNCS, vol. 349, pp. 400–406. Springer, Heidelberg (1989) Mayr, E.: Membership in polynomial ideals over Q is exponential space complete. In: Monien, B., Cori, R. (eds.) STACS 1989. LNCS, vol. 349, pp. 400–406. Springer, Heidelberg (1989)
19.
Zurück zum Zitat Müller-Olm, M., Seidl, H.: Polynomial constants are decidable. In: Hermenegildo, M.V., Puebla, G. (eds.) SAS 2002. LNCS, vol. 2477, pp. 4–19. Springer, Heidelberg (2002)CrossRef Müller-Olm, M., Seidl, H.: Polynomial constants are decidable. In: Hermenegildo, M.V., Puebla, G. (eds.) SAS 2002. LNCS, vol. 2477, pp. 4–19. Springer, Heidelberg (2002)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Müller-Olm, M., Seidl, H.: Precise interprocedural analysis through linear algebra. POPL 2004, 330–341 (2004)MATH Müller-Olm, M., Seidl, H.: Precise interprocedural analysis through linear algebra. POPL 2004, 330–341 (2004)MATH
21.
Zurück zum Zitat Pan, V.Y., Chen, Z.Q.: The complexity of the matrix eigenproblem. In: Proceedings of the Thirty-First Annual ACM Symposium on Theory of Computing, May 1–4, Atlanta, Georgia, USA, pp. 507–516 (1999) Pan, V.Y., Chen, Z.Q.: The complexity of the matrix eigenproblem. In: Proceedings of the Thirty-First Annual ACM Symposium on Theory of Computing, May 1–4, Atlanta, Georgia, USA, pp. 507–516 (1999)
22.
Zurück zum Zitat Rodríguez-Carbonell, E., Kapur, D.: Generating all polynomial invariants in simple loops. J. Symbolic Comput. 42(4), 443–476 (2007)MathSciNetCrossRefMATH Rodríguez-Carbonell, E., Kapur, D.: Generating all polynomial invariants in simple loops. J. Symbolic Comput. 42(4), 443–476 (2007)MathSciNetCrossRefMATH
Metadaten
Titel
Polynomial Invariants by Linear Algebra
verfasst von
Steven de Oliveira
Saddek Bensalem
Virgile Prevosto
Copyright-Jahr
2016
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-46520-3_30