c - 您如何告诉 Frama-C 和 Eva 入口点的参数被假定为有效？

Question

以下面的 C 代码为例。

struct foo_t {
    int bar;
};

int my_entry_point(const struct foo_t *foo) {
    return foo->bar;
}

在我们的例子中，my_entry_point 将从汇编中调用，并且必须假定这里的 *foo 始终是正确的。

使用命令行运行...

frama-c -eva -report -report-classify -report-unclassified-warning ERROR -c11 -main my_entry_point /tmp/test.c

...结果...

[report] Monitoring events
[kernel] Parsing /tmp/override.c (with preprocessing)
[eva] Analyzing a complete application starting at my_entry_point
[eva] Computing initial state
[eva] Initial state computed
[eva:initial-state] Values of globals at initialization

[eva:alarm] /tmp/override.c:6: Warning:
  out of bounds read. assert \valid_read(&foo->bar);
[eva] done for function my_entry_point
[eva] ====== VALUES COMPUTED ======
[eva:final-states] Values at end of function my_entry_point:
  __retres ∈ [--..--]
[eva:summary] ====== ANALYSIS SUMMARY ======
  ----------------------------------------------------------------------------
  1 function analyzed (out of 1): 100% coverage.
  In this function, 2 statements reached (out of 2): 100% coverage.
  ----------------------------------------------------------------------------
  No errors or warnings raised during the analysis.
  ----------------------------------------------------------------------------
  1 alarm generated by the analysis:
       1 invalid memory access
  ----------------------------------------------------------------------------
  No logical properties have been reached by the analysis.
  ----------------------------------------------------------------------------
[report] Classification
[ERROR:eva.unclassified.warning] Unclassified Warning (Plugin 'eva')
[REVIEW:unclassified.unknown] my_entry_point_assert_Eva_mem_access
[report] Reviews     :    1
[report] Errors      :    1
[report] Unclassified:    2
[report] User Error: Classified errors found
[kernel] Plug-in report aborted: invalid user input.

当然，我们总是可以添加一个基本情况 NULL 检查，它满足检查器的要求(无论如何，这可能是我们现在解决这个问题的方法)。

if (!foo) return 0;

但我更好奇(出于学习目的)如何使用例如ACSL 注释告诉检查器“嘿，我们知道这是一个指针，在理论上可能是无效的 - 但是，请假设，因为它是入口点，所以它确实有效”。

这是 ACSL 支持的东西，还是可以通过 frama-c 的命令行参数改变行为？我明白为什么标准委员会可能对向 ACSL 添加这样的机制犹豫不决，因为它可能会被滥用，但鉴于我只是在学习 ACSL，我很想知道这里的通用方法是什么。

Answer 1

ACSL 没有“分析的初始状态”或“入口点”的内在概念。每个分析，无论是否模块化，都有其自己的初始上下文概念。例如，WP 是模块化的，它的初始状态是当前正在分析的函数的前提条件。在 Eva 中，整个程序分析的初始状态更接近于 C11 的“5.1.2.1. 独立环境”而不是“5.1.2.2. 托管环境”，在某种意义上，虽然默认的初始函数称为 main，但用户可以用另一个函数名覆盖它，初始参数由 Eva 的上下文概念定义，相关选项(-eva-context-depth, -eva-context-width , -eva-context-valid-pointers).

因此，在您的情况下，设置 -eva-context-valid-pointers 将起作用。请注意，此选项会影响为初始状态创建的所有指针，因此如果有多个指针参数，则可能会出现问题。

另一种解决方案是编写一个前提条件，例如 /*@ requires\valid_read(foo); */。 Eva 不会证明它(它将保持未知)，但在分析过程中会考虑到它，从而防止发出警报。 Frama-C 的 future 版本可能包含一个admit(或类似的关键字)，以便能够声明此类属性并将其视为有效。

最后，对于更复杂的情况，可能需要更复杂的初始上下文，并且有插件可以做到这一点，但开源发行版中没有。在这种情况下通常做的是手动编写 stub 函数以在调用函数之前创建初始状态。一些 Frama-C 内置函数(例如 Frama_C_interval)可用于帮助创建此状态。初始状态的一个例子是 available here，其中 argv 最多可以有 5 个任意字符串，每个字符串最多 256 个字符长。 .这种基于 stub 的方法提供了更高的精度，例如如果您有一个包含多个指针字段作为初始上下文的复杂结构，但它需要更多的努力。