Rozvoj nástroje ASMA pro analýzu programů s řetězci pomocí symbolických automatů

Abstract

V této práci se zabýváme regulárním model checkingem, což je technika pro analýzu programů, jejíchž stavový prostor může být nekonečný v důsledku práce například s neomezenými frontami, parametry, dynamicky propojenými datovými strukturami, rekurzivními procedurami nebo řetězci. Cílem této práce bylo implementovat vylepšení stávajícího prototypu nástroje ASMA implementujícího regulárním model checking nad knihovnou Automata of Microsoftu. Provedli jsme analýzu zdrojového kódu nástroje ASMA a zopakovaly analýzy všech dostupných srovnávacích programů. Identifikovali jsme některá úzká místa a několik z nich jsme vyřešili. Zejména jsme integrovali knihovnu obsahující další redukční algoritmy do nástroje ASMA, vytvořili několik nových verzí operace reverzní konkatenace, která se v benchmarcích ukázala jako velmi nákladná, vylepšili rozhraní příkazového řádku ASMA a implementovali některé další optimalizace. Výpočetní čas se při analýze větších programů snížil o 90 %.

In this work we deal with regular model checking which is a technique for analyzing programs whose state space can be infinite due to dealing with, e.g. unbounded queues, parameters, dynamically linked data structures, recursive procedures, or strings. The goal of this work was to implement improvements to the existing prototype tool ASMA implementing regular model checking over the Microsoft Automata library. We analysed the source code of ASMA and reran analyses of all available benchmark programs. We identified some bottlenecks and have tackled several of them. In particular, we integrated a library containing additional reduction algorithms into ASMA, created several new versions of the reverse concatenation operation, which tuned out to be very costly in the benchmarks, improved the command line interface of ASMA, and implemented some other optimizations for ASMA. The computation time was reduced by 90 % when analysing bigger programs.