C와 유사한 언어에서 정수-포인터 변환 지원을 위한 메모리 모델 설계: 이중 비결정성을 사용하여

김용현, 허충길

http://doi.org/10.5626/JOK.2024.51.7.643

시스템 프로그래밍에서 포인터는 매우 중요한 요소이며, 정수-포인터 변환(Integer-Pointer Casting)을 포함한 프로그램에 정형 검증을 적용하는 것은 중요한 과제이다. 정수-포인터 변환을 포함한 프로그램을 정형 검증하기 위해서는 정수-포인터 변환을 지원하는 수학적으로 정의된 메모리 모델과 검증 에 사용할 증명 방법이 필요하다. 우리는 Coq 증명 도구 안에서 정수-포인터 변환을 지원하는 메모리 모델을 정의했다. 이 모델은 끝에서 한 칸 벗어난 포인터(one-past-the-end pointer)를 포함한 정수-포인터 연산과 관련된 패턴을 제대로 지원한다. 또한 우리가 정의한 모델을 프로그램 검증에 사용할 수 있도록 시뮬레이션 기반 증명 방법론을 새로 정의하고 적합성(Adequacy)을 증명했다. 마지막으로 우리의 접근 방법 이 타당함을 확인하기 위해 검증된 C 컴파일러인 CompCert의 메모리 모델과 의미 구조를 우리가 정의한 것으로 변경한 후 시뮬레이션을 통해서 CompCert의 최적화 검증 증명 중 두 개를 업데이트했다. 우리는 이 메모리 모델이 컴파일러와 정수-포인터 연산을 포함하는 프로그램 검증에 적용되기를 기대하고 있다.