一個程序驗證工具的設計和實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機技術的不斷發(fā)展，國家、社會和日常生活對軟件系統(tǒng)的依賴程度日益增長，對高可信軟件的需求也日益迫切。形式驗證是提高軟件可信程度的重要方法，基于邏輯推理對程序性質(zhì)進行嚴格的自動證明是當前的研究熱點，而對指針程序性質(zhì)的驗證是其中的難點。由于Hoare邏輯不能處理有別名的程序，以往的研究往往通過對Hoare邏輯進行復雜的擴展來解決別名問題，如分離邏輯，但所生成的驗證條件過于復雜而難以進行自動的證明。在實驗室以往所研究的程序驗證領域的基礎

2、上，我們提出一種新的方式來解決指針程序在程序驗證中的別名問題,設計并實現(xiàn)了一個源級的程序驗證工具的原型系統(tǒng)，其主要特色是通過程序分析建立起各程序點的形狀圖的基礎上，利用形狀系統(tǒng)提供的信息來支持程序驗證的方法。
　　 本文設計了一種用形狀信息來消除訪問路徑別名的方法，使得指針程序中非指針部分的性質(zhì)仍然可以用Hoare邏輯來進行驗證。同時引入現(xiàn)代的自動定理證明技術對所生成的驗證條件進行自動證明，特別是提出一種在不使用自定義謂詞的情況

3、下，對易變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上數(shù)據(jù)性質(zhì)的描述和驗證方法。該驗證工具不僅能自動驗證操作易變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的程序的性質(zhì)，也能自動驗證使用一維數(shù)組類型和簡單類型的程序的性質(zhì)。本研究貢獻如下：⑴設計一種利用形狀圖信息來消除訪問路徑別名，使得指針程序仍然可以Hoare邏輯來進行驗證的方法，并給出了該方法的可靠性的概要證明。⑵設計一種在不使用自定義謂詞的情況下，對易變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)性質(zhì)進行描述和驗證方法。⑶設計并實現(xiàn)的基于上述方法的PointerC語言的程序驗證器