4个版本
0.1.0 | 2022年5月30日 |
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0.1.0-rc2 | 2022年5月2日 |
#9 in #phantom
用于 ghosts
3KB
::ghosts
用于有趣和盈利™的非存在代码的类型检查。
原因
有时你可能想编写Rust代码,这些代码应该像真正的Rust代码那样进行类型检查(例如,借用检查),即使这些代码从未打算运行/影响或甚至达到代码生成。
为什么?好吧,这个需求非常特定。但代码验证工具可以从中受益,因此有一个提议要添加一系列魔法语言功能来支持这一点。
这个crate是一个演示,展示了大多数这样的功能可以在现有的稳定Rust代码中实现,这得益于宏、类型推断和if false
(+不可达代码路径)技巧。
use ::ghosts::vestibule::*;
type Nat = u64;
fn fibo (
ghost_ctx: Ectoplasm,
n: Ghost<Nat>,
) -> Nat
{
let n = ghost_ctx.materialize(n);
ghost!(#[tag(decreases)] #[no_init] { n });
match n {
| 0 => 0,
| 1 => 1,
| _ => {
fibo(ghost_ctx, ghost!(n - 1))
+
fibo(ghost_ctx, ghost!(n - 2))
},
}
}
fn lemma_fibo_is_monotonic (
ghost_ctx: Ectoplasm,
i: Ghost<Nat>,
j: Ghost<Nat>,
)
{
let i = ghost_ctx.materialize(i);
let j = ghost_ctx.materialize(j);
ghost!(#[tag(requires)] #[no_init] { i <= j });
ghost!(#[tag(ensures)] #[no_init] { i <= j });
ghost!(#[tag(ensures)] #[no_init] {
fibo(ghost_ctx, ghost!(i)) <= fibo(ghost_ctx, ghost!(j))
});
ghost!(#[tag(decreases)] #[no_init] { j - 1 });
match () {
| _case if i < 2 && j < 2 => {},
| _case if i == j => {},
| _case if i == j - 1 => {
lemma_fibo_is_monotonic(ghost_ctx, ghost!(i), ghost!(j - 1));
},
| _default => {
lemma_fibo_is_monotonic(ghost_ctx, ghost!(i), ghost!(j - 1));
lemma_fibo_is_monotonic(ghost_ctx, ghost!(i), ghost!(j - 2));
},
}
}
fn fibo_fits_u64 (
ghost_ctx: Ectoplasm,
n: Ghost<Nat>,
) -> bool
{
fibo(ghost_ctx, n) <= 0xffff_ffff_ffff_ffff
}
fn assume (
_: bool
)
{}
fn fibo_impl (n: u64)
-> u64
{
ghost!(#[tag(requires)] #[no_init] |ectoplasm| {
fibo_fits_u64(ectoplasm, ghost!(n))
});
ghost!(#[tag(ensures)] #[no_init] |ectoplasm| {
materialize_return!() == fibo(ectoplasm, ghost!(n))
});
if n == 0 {
return 0;
}
let mut prev: u64 = 0;
let mut cur: u64 = 1;
let mut i: u64 = 1;
while i < n {
ghost!(#[tag(invariant)] #[no_init] |ectoplasm| [
i > 0,
i <= n,
fibo_fits_u64(ectoplasm,
ghost!(#[tag(spec_expr)] #[no_init] n as Nat),
),
fibo_fits_u64(ectoplasm,
ghost!(#[tag(spec_expr)] #[no_init] i as Nat),
),
cur == fibo(ectoplasm,
ghost!(#[tag(spec_expr)] #[no_init] i),
),
prev == fibo(ectoplasm,
ghost!(#[tag(spec_expr)] #[no_init] { i as Nat - 1 }),
),
]);
ghost!(#[tag(proof)] {
assume(cur as Nat + prev <= 0xffff_ffff_ffff_ffff);
});
let new_cur = cur + prev;
prev = cur;
cur = new_cur;
i += 1;
ghost!(#[tag(proof)] |ectoplasm| {
lemma_fibo_is_monotonic(ectoplasm,
ghost!(#[tag(spec_expr)] #[no_init] { i }),
ghost!(#[tag(spec_expr)] #[no_init] { n }),
);
});
}
cur
}
lib.rs
:
该crate不打算直接使用。请使用https://docs.rs/ghosts。