Value-range analysis is a static analysis technique based on arguing about the values that a variable may take on a given program point. It can be used to prove absence of run-time errors such as out-of-bound array accesses. Since value-range analysis collects information on each program point, data-flow analysis can be used in association with it. The main goal of this work is designing and implementing such a value-range analysis tool. The work begins with an introduction into the topic, an explanation of data-flow and value-range analyses and a description of abstract interpretation, which provides the formal basis of the analyser. The core of this work is the design, implementation, testing and evaluation of the analyser. In the conclusion, our personal experience obtained in the area of the thesis is mentioned, along with a discussion of a possible future development of the designed tool.

Cieľom tejto práce je návrh analýzy tvaru haldy vhodnej pre potreby analyzátora 2LS. 2LS je nástroj pre analýzu C programov založený na automatickom odvodzovaní invariantov s použitím SMT solvera. Navrhované riešenie obsahuje spôsob reprezentácie tvaru programovej haldy pomocou logických formulí nad teóriou bitových vektorov. Tie sú následne využité v SMT solveri pre predikátovú logiku prvého rádu na odvodenie invariantov cyklov a súhrnov jednotlivých funkcií analyzovaného programu. Náš prístup je založený na ukazateľových prístupových cestách, ktoré vyjadrujú dosiahnuteľnosť objektov na halde z ukazateľových premenných. Informácie získané z analýzy môžu byť využité na dokázanie rôznych vlastností programu súvisiacich s prácou s dynamickýcmi dátovými štruktúrami. Riešenie bolo implementované v rámci nástroja 2LS. S jeho použitím došlo k výraznému zlepšeniu schopnosti 2LS analyzovať programy pracujúce s ukazateľmi a dynamickými dátovými štruktúrami. Toto je demonštrované na sade experimentov prevzatých zo známej medzinárodnej súťaže vo verifikácii programov SV-COMP a iných experimentoch.

Nástroj Atomer je statický analyzátor založený na myšlence, že pokud jsou některé sekvence funkcí vícevláknového programu prováděny v některých bězích pod zámky, je pravděpodobně zamýšleno, že mají být vždy provedeny atomicky. Analyzátor Atomer se tudíž snaží takové sekvence hledat a poté zjišťovat, pro které z nich může být v některých jiných bězích programu porušena atomicita. Autor této diplomové práce ve své bakalářské práci navrhl a implementoval první verzi nástroje Atomer jako zásuvný modul aplikačního rámce Facebook Infer. V této diplomové práci je navržena nová a výrazně vylepšená verze analyzátoru Atomer. Cílem vylepšení je zvýšení jak škálovatelnosti, tak přesnosti. Kromě toho byla přidána podpora pro několik původně nepodporovaných programovacích vlastností (včetně např. možnosti analyzovat programy napsané v jazycích C++ a Java nebo podpory pro reentrantní zámky nebo stráže zámků, tzv. "lock guards"). Prostřednictvím řady experimentů (včetně experimentů s reálnými programy a reálnými chybami) se ukázalo, že nová verze nástroje Atomer je skutečně mnohem obecnější, přesnější a lépe škáluje.