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我正在尝试学习 ACSL，但在尝试编写完整的规范时遇到了困难。我的代码

#include <stdint.h>
#include <stddef.h>

#define NUM_ELEMS (8)

/*@ requires expected != test;
  @ requires \let n = NUM_ELEMS;
  @          \valid_read(expected + (0.. n-1)) && \valid_read(test + (0.. n-1));
  @ assigns \nothing;
  @ behavior matches:
  @   assumes \let n = NUM_ELEMS;
  @           \forall integer i; 0 <= i < n ==> expected[i] == test[i];
  @   ensures \result == 1;
  @ behavior not_matches:
  @   assumes \let n = NUM_ELEMS;
  @           \exists integer i; 0 <= i < n && expected[i] != test[i];
  @   ensures \result == 0;
  @ complete behaviors;
  @ disjoint behaviors;
  @*/
int array_equals(const uint32_t expected[static NUM_ELEMS], const uint32_t test[static NUM_ELEMS]) {
  for (size_t i = 0; i < NUM_ELEMS; i++) {
    if (expected[i] != test[i]) {
      return 0;
    }
  }
  return 1;
}

我运行它

frama-c -wp -wp-rte test.c

我看到以下日志

[kernel] Parsing FRAMAC_SHARE/libc/__fc_builtin_for_normalization.i (no preprocessing)
[kernel] Parsing test.c (with preprocessing)
[rte] annotating function array_equals
test.c:22:[wp] warning: Missing assigns clause (assigns 'everything' instead)
[wp] 9 goals scheduled
[wp] [Alt-Ergo] Goal typed_array_equals_assign_part1 : Unknown (Qed:2ms) (67ms)
[wp] [Alt-Ergo] Goal typed_array_equals_assert_rte_mem_access_2 : Unknown (Qed:2ms) (128ms)
[wp] [Alt-Ergo] Goal typed_array_equals_assert_rte_mem_access : Unknown (Qed:2ms) (125ms)
[wp] [Alt-Ergo] Goal typed_array_equals_matches_post : Unknown (Qed:10ms) (175ms)
[wp] [Alt-Ergo] Goal typed_array_equals_not_matches_post : Unknown (Qed:7ms) (109ms)
[wp] Proved goals:    4 / 9
     Qed:             4  (0.56ms-4ms)
     Alt-Ergo:        0  (unknown: 5)

所以似乎我的两种行为和“分配\无”无法得到证明。那么我该如何从这里开始呢？

编辑：所以我想出了眼前的问题。我没有注释我的循环：

  /*@ loop invariant \let n = NUM_ELEMS; 0 <= i <= n;
    @ loop invariant \forall integer k; 0 <= k < i ==> expected[k] == test[k];
    @ loop assigns i;
    @ loop variant \let n = NUM_ELEMS; n-i;
    @*/

我更大的问题仍然存在：调试问题的好方法是什么？我通过更改和删除代码并查看已证明/未证明的内容来解决这个问题。

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恐怕这个问题没有明确的答案（老实说，我认为投票结束它是“过于宽泛”）。然而，这里有一些指导方针可能会帮助您进行证明尝试：

识别单个子句

ACSL 规范很快由许多子句组成（requires, ensures, loop invariant, assert, ...）。能够轻松区分它们很重要。为此，您有两个主要成分：

  1. 使用图形用户界面。它可以更容易地查看哪些注释被证明（绿色子弹），被证明但在其他未经证明的子句为真（绿色/黄色）或未经证明（黄色）的假设下。
  2. 为您的子句命名：任何 ACSL 谓词都可以附加一个名称，语法为name: pred. 当子句带有名称时，WP 将使用它来引用子句。

普通嫌犯

很容易错过规范中一些非常重要的部分。这是一个快速检查清单：

  1. 所有回路必须配备loop invariant和loop assigns
  2. 被分析者调用的所有函数都必须有一个契约（至少有一个assigns条款）
  3. 如果 a 中提到的内存位置loop assigns不是对应的主题loop invariant，则您对存储在循环外该位置的值一无所知。这可能是个问题。

调试单个子句

一旦您确信自己没有遗漏任何明显的内容，就该开始调查特定条款了。

  1. 通常，验证 aloop invariant是否已建立（即第一次到达循环时为真）而不是保留（在循环步骤中保持为真）要容易得多。如果你不能建立 a loop invariant，那要么是错误的，要么是你忘记了一些requires约束函数的输入（一个典型的算法超过数组的情况是loop invariant 0<=i<=n;如果你不这样做就无法证明requires n>=0;）
  2. 同样assigns，loop assigns应该比真正的功能属性更容易验证。只要它们没有全部被证明，你就应该专注于它们（一个常见的错误是忘记将循环的索引放在它的 中loop assigns，或者提到它分配a[i]而不是a[0..i]）。不要忘记assigns必须包括所有可能的任务，包括在被调用者中完成的任务。
  3. 不要犹豫，用它assert来检查 WP 是否可以证明一个属性在给定点成立。这将帮助您了解问题出现在哪里。[根据@DavidMENTRÉ 在下面的评论进行编辑] 请注意，在这种情况下，您应该注意初始证明义务可能会在假设assert持有而assert本身未得到验证的情况下成功。在 GUI 中，这由绿色/黄色子弹反映，当然assert. 在这种情况下，证明还没有结束，你必须理解为什么断言没有被证明，可能使用与上面相同的策略，直到你确切地理解问题所在。
于 2017-07-20T08:16:19.737 回答