A Generic Approach to Symbolic Execution
Résumé
We propose a generic, language-independent symbolic execution approach for languages endowed with a formal operational semantics based on term rewriting. Starting from the definition of a language $\cal L$, a new definition ${\cal L}^{\it sym}$ is automatically generated, which has the same syntax, but whose semantics extends ${\cal L}$'s data domains with symbolic values and adapts the semantical rules of $\cal L$ to deal with the new domains. Then, the symbolic execution of ${\cal L}$ programs is the concrete execution of the corresponding ${\cal L}^{\it sym}$ programs, i.e., the application of the rewrite rules in the semantics of ${\cal L}^{\it sym}$. We prove that the symbolic execution thus defined has the adequate properties normally expected from it, and illustrate the approach on a simple imperative language defined in the $\mathbb{\K}$ framework. A prototype symbolic execution engine also written in $\mathbb{\K}$ is presented.
Nous proposons un cadre général pour l'exécution symbolique de programmes écrits dans des langages munis de sémantiques formelles définies par réécriture de termes. Partant d'une définition d'un langage $\cal L$, on construit automatiquement la définition d'un nouveau langage ${\cal L}^{\it sym}$ qui a la même syntaxe que $\cal L$ mais qui étend les types de données de $\cal L$ avec des valeurs symboliques, et dont les régles sémantiques sont adaptées pour traiter les valeurs symboliques. L'exécution symbolique des programmes de $\cal L$ est alors définie comme l'exécution habituelle des programmes de ${\cal L}^{\it sym}$, c'est á dire, l'application des régles de la sémantique de ${\cal L}^{\it sym}$ aux programmes de $\cal L$ plongés dans ${\cal L}^{\it sym}$. Nous démontrons que l'exécution symbolique posséde les propriétés attendues, et illustrons l'approche sur un langage impératif simple défini dans la \emph{$\mathbb{\K}$ framework}. Nous présentons également un prototype de moteur symbolique implémenté en $\mathbb{\K}$.
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