71、FVIL：基于形式验证虚拟机的中间语言

FVIL：基于形式验证虚拟机的中间语言

在软件开发中，形式验证对于确保软件的安全性至关重要，但实现起来却颇具难度。FVIL（Formal Verification Intermediate Language）作为一种中间语言，为解决这一难题提供了有效的途径。本文将深入探讨FVIL的相关概念、设计思路、实现方法以及实验结果。

1. FVIL概述

FVIL的生成过程基于用户需求，首先得到FVIL规范，然后根据FVIL与Lolisa之间的关系，将其转换为Lolisa规范，最终生成的形式化程序在FSPVM（Formal Specification Virtual Machine）上进行解释和执行。其具体过程如下：

graph LR
    A[用户需求] --> B[FVIL规范]
    B --> C[Lolisa规范]
    C --> D[FSPVM解释执行]

其中，$S_{FVIL}$ 表示FVIL的语法集，用于生成FVIL规范；$S_{Lolisa}$ 表示Lolisa的语法集，用于生成Lolisa规范。由于FVIL和Lolisa之间存在严格的对应关系，因此FVIL规范的语义与Lolisa规范的语义相等。

FVIL的语法集由两部分组成：
- $S_{simplify}$：通过语法糖简化Lolisa的语法集 $S_{Lolisa}$ 得到。
- $S_{expand}$：为解决GADTs（Guarded Algebraic Data Types）导致的类型冗余问题，设计新类型对原有类型进行整合和简化得到。