13、Session 14: 工具论文

Session 14: 工具论文

1. 引言

在计算机辅助验证（CAV）领域，工具论文占据了非常重要的位置。这些论文不仅展示了新工具的功能和设计，还提供了实际应用中的性能评估和案例研究。本文将介绍几款在形式验证和模型检查领域具有代表性的工具，探讨它们的设计理念、实现方法和应用场景。通过这些工具的介绍，读者可以更好地理解如何选择和使用适合自己的验证工具，从而提高工作效率和验证精度。

2. 工具简介

2.1 Cascade: C断言检查器和演绎引擎

Cascade是一款用于检查C程序中断言的工具，旨在作为多阶段验证策略的一部分。Cascade接收C程序和一个控制文件作为输入，控制文件指定了一个或多个需要检查的断言，以及（可选地）对程序行为的一些限制。对于每个断言，Cascade会生成一个违反断言的具体执行路径，或是一个证明断言不会被违反的演绎证明。

2.1.1 设计架构

Cascade由大约6000行C++代码组成，其总体设计如图1所示。核心模块接收一个代表C程序的抽象语法树和一个控制文件，后者指定了一个或多个需要检查的潜在错误。核心模块使用符号模拟遍历抽象语法树，构建与控制文件中指定的断言相对应的验证条件。

graph TD;
    A[抽象语法树] --> B[核心模块];
    C[控制文件] --> B;
    B --> D[验证条件];
    B --> E[符号模拟];
    E --> F[具体执行路径或演绎证明];

2.1.2 关键组