22、异步系统中的有界可达性检查与矩阵不变量和类型推断

异步系统中的有界可达性检查与矩阵不变量和类型推断

1 异步系统有界可达性检查方法概述

在异步系统的有界可达性检查中，有多种方法可供选择。Bounded Event Tracing 直接基于最新写操作的发生位置进行条件判断，不存在用于保存读写之间数据值的中间编码符号。

1.1 CheckFence 方法

CheckFence 基于类似 CBMC 的单个 C 线程展开以及用于建模线程间通信的额外约束。它旨在在宽松内存模型下查找特定的错误，以普通顺序内存模型的编码作为基线。与其他方法不同，它在编码中不明确表示上下文切换，而是使用符号来编码单个读写操作之间的潜在因果关系，类似于 Bounded Event Tracing 中的潜在链接。其提出的编码规模为立方级，在很多方面类似于始终使用读操作的测试弧和写操作的输入/输出弧。

1.2 基于展开的符号技术

另一种用于并发系统的完全不同的符号技术基于展开。展开是将状态空间表示为固定形式的（无限）低级 Petri 网的偏序表示。模型检查通过获取展开的合适有限前缀，并将其行为和所需属性编码为 SAT 来执行。由于展开是无环的，编码相对简单。不过，展开前缀的生成在实践中是最昂贵的部分。

1.3 状态机模型的展开

为了进行概念验证，我们为一类状态机模型设计了一个简单的机械展开方案，并将其与有界模型检查（BMC）进行实验比较。输入是 DVE 建模语言的一个子集。

1.3.1 DVE 系统概述

DVE 系统由固定的通信通道和进程集合组成，进程的行为由通过边连接的控制位置定义。系统的动作有两种：一是不同进程中两条边的同时触发