16、级联：C断言检查器和演绎引擎

级联：C断言检查器和演绎引擎

1. 工具介绍

Cascade 是一个用于检查 C 程序中断言的工具，作为多阶段验证策略的一部分。它接收 C 程序和一个控制文件作为输入，该控制文件指定了一个或多个需要检查的断言以及（可选的）对程序行为的一些限制。对于每个断言，Cascade 会产生一个违反该断言的具体执行路径，或者生成一个证明表明该断言不会被违反。

2. 设计架构

Cascade 的总体设计包括一个核心模块，该模块接收代表 C 程序的抽象语法树（AST）和一个控制文件，构建与控制文件中指定的断言相对应的验证条件。以下是 Cascade 的设计架构图：

graph TD;
    A[Cascade] --> B[核心模块];
    B --> C[抽象语法树];
    B --> D[控制文件];
    B --> E[定理证明器接口];
    B --> F[内存模块];
    C --> G[EDG 解析器];
    E --> H[CVC Lite];
    F --> I[整数数组内存模型];

3. 技术细节

3.1 抽象语法树

Cascade 使用抽象语法树的内部表示形式，并且目前使用 EDG（一个强大的 C 程序解析器）作为前端来创建抽象语法树。抽象语法树的内部表示形式使得所有操作都可以在内部进行，完全分离了前端负责构建抽象语法树的部分。以下是抽象语法树的简单示例：