一個程序驗(yàn)證工具的設(shè)計和實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計算機(jī)技術(shù)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(yàn)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(jìn)行嚴(yán)格的自動證明是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，而對指針程序性質(zhì)的驗(yàn)證是其中的難點(diǎn)。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(jìn)行復(fù)雜的擴(kuò)展來解決別名問題，如分離邏輯，但所生成的驗(yàn)證條件過于復(fù)雜而難以進(jìn)行自動的證明。在實(shí)驗(yàn)室以往所研究的程序驗(yàn)證領(lǐng)域的基礎(chǔ)

2、上，我們提出一種新的方式來解決指針程序在程序驗(yàn)證中的別名問題,設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了一個源級的程序驗(yàn)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(diǎn)的形狀圖的基礎(chǔ)上，利用形狀系統(tǒng)提供的信息來支持程序驗(yàn)證的方法。
　　 本文設(shè)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(jìn)行驗(yàn)證。同時引入現(xiàn)代的自動定理證明技術(shù)對所生成的驗(yàn)證條件進(jìn)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(yàn)證方法。該驗(yàn)證工具不僅能自動驗(yàn)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(yàn)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(xiàn)如下：⑴設(shè)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(jìn)行驗(yàn)證的方法，并給出了該方法的可靠性的概要證明。⑵設(shè)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(jìn)行描述和驗(yàn)證方法。⑶設(shè)計并實(shí)現(xiàn)的基于上述方法的PointerC語言的程序驗(yàn)證器