你将如何在z3中实现指针的解引用

Question

尝试在python中使用z3分析一些C程序，并遇到指针问题。我正在使用以下术语：

float * buffer = (float*)malloc(5*sizeof(float))

我将缓冲区解释为BitVec(32)值 因此*buffer应为Real()。 那应该没问题，但我应该为

这样的术语写些什么断言

*(buffer+3) or *(buffer+i) 

如果我像

那样编入索引，应该如何写出断言

*(buffer-1) or *(buffer+10)

Answer 1

一种解决方案是将程序堆编码为从地点到值的地图H。在Z3中，阵列理论可用于编码地图。

指针/地址是整数位置，整数算术编码指针算术;这将允许您的编码中的H(buffer + i) > 0等约束。如果您要对OO语言进行编码，则可以使用该对（接收方，字段名称）对地址进行编码。例如。 H(r, f) > 0对应r.f > 0。请注意，此映射编码自然会考虑别名，例如：如果buffer1 == buffer2和i == 3则H(buffer1 + i) == H(buffer + 3)。

请参阅文章Heaps and Data Structures: A Challenge for Automated Provers，了解基于地图的堆编码的有趣比较。

基于地图的编码通常由基于验证条件的工具使用，例如Frama-C，Dafny和Boogie。基于符号执行的工具，例如Silicon（Viper verification infrastructure的一部分）和VeriFast通常使用不同的编码;看，例如Heap-Dependent expressions in separation logic。