stage1 完成ast 定义sema

2026-08-03 12:39:28 +08:00
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commit 74d7376039
19 changed files with 3857 additions and 137 deletions
--- a/SPL.md
+++ b/SPL.md
@@ -6,8 +6,8 @@ SPL是一个从零构建的自举编译器项目。引导链:

 ```
 stage0/spl_vm.c       — SIR 虚拟机 (C 语言实现)
-stage1/splc0.c       — SPL→SIR 编译器 (C 语言实现，引导用)
-stage1/splc1.spl     — SPL→SIR 编译器 (SPL 语言实现，自举第一版)
+stage1/splc0.c       — SPL->SIR 编译器 (C 语言实现，引导用)
+stage1/splc1.spl     — SPL->SIR 编译器 (SPL 语言实现，自举第一版)
 ...将来...
 ```

@@ -84,25 +84,45 @@ ParamDecl
 # ================================================================

 TypeDecl
-    <- KEYWORD_type IDENTIFIER EQUAL TypeBody  (* @packed type Vec = struct { ... } *)
+    <- KEYWORD_type IDENTIFIER EQUAL TypeExpr  (* @packed type Vec = struct { ... } *)

-TypeBody
-    <- KEYWORD_struct LBRACE AggregateBody RBRACE
-     / KEYWORD_union  LBRACE AggregateBody RBRACE
-     / KEYWORD_enum   LBRACE AggregateBody RBRACE
-     / TypeExpr                                          (* 别名 *)
+MemberDecl
+    <- IDENTIFIER (COLON TypeExpr)? (COMMA / SEMICOLON)?

-AggregateBody <- AggregateItem*
+# ================================================================
+# 类型表达式 (Type Expression, LL(1), 无左递归)
+# ================================================================

-AggregateItem
-    <- ContainerDeclaration
+TypeExpr <- PrefixTypeOp* AttrList? TypeBase

+TypeBase
+    <- FnTypeExpr
+     / TypePath
+     / KEYWORD_struct LBRACE ContainerDeclaration* RBRACE
+     / KEYWORD_union  LBRACE ContainerDeclaration* RBRACE
+     / KEYWORD_enum   LBRACE ContainerDeclaration* RBRACE
 (* struct: 字段, 必须 IDENTIFIER : TypeExpr (语义层检查)
   union:  联合体字段, 同上
   enum:   变体, IDENTIFIER : TypeExpr 或 纯 IDENTIFIER (朴素变体) *)

-MemberDecl
-    <- IDENTIFIER (COLON TypeExpr)? (COMMA / SEMICOLON)?
+PrefixTypeOp                                    (* LL(1): * / [ *)
+    <- ASTERISK
+     / LBRACKET (RBRACKET / INTEGER RBRACKET)   (* [] 或 [N] *)
+
+FnTypeExpr <- KEYWORD_fn LPAREN TypeExprList? RPAREN TypeExpr
+
+TypeExprList <- (TypeExpr COMMA)* TypeExpr?
+
+TypePath <- TypeAtom (DOT TypeAtom)*
+
+TypeAtom    (* LL(1): 关键词 / IDENTIFIER / _ *)
+    <- KEYWORD_void / KEYWORD_bool
+     / KEYWORD_i8  / KEYWORD_u8  / KEYWORD_i16 / KEYWORD_u16
+     / KEYWORD_i32 / KEYWORD_u32 / KEYWORD_i64 / KEYWORD_u64
+     / KEYWORD_isize / KEYWORD_usize
+     / KEYWORD_f32 / KEYWORD_f64 / KEYWORD_ptr
+     / UNDERSCORE
+     / IDENTIFIER

 # ================================================================
 # 变量 / 常量
@@ -140,6 +160,7 @@ Statement                                               (* LL(1): 14 分支互
     / ContinueStatement
     / DeferStatement
     / VarDecl
+     / ConstDecl
     / TypeDecl
     / ExprStatement

@@ -175,12 +196,12 @@ ForStatement
 MatchStatement <- KEYWORD_match Expr LBRACE MatchArm* RBRACE

 MatchArm
-    <- MatchPat FAT_R_ARROW Statement
-     / UNDERSCORE FAT_R_ARROW Statement
+    <- MatchPat (COMMA MatchPat)* FAT_R_ARROW Block

 MatchPat         (* LL(1): . / _ / Expr *)
    <- DOT IDENTIFIER (LBRACKET IDENTIFIER RBRACKET)?   (* 仅允许 .Item 或 .Item[bind] *)
     / Expr                                             (* 字面量或变量常量 *)
+     / UNDERSCORE

 # ---- 跳转 ----

@@ -221,7 +242,7 @@ PrefixOp <- MINUS / BANG / TILDE / AMPERSAND / ASTERISK
 PostfixExpr
    <- PrimaryExpr
       ( LPAREN ExprList RPAREN              (* 函数调用 *)
-       / DOT IDENTIFIER                      (* 字段/方法 *)
+       / DOT IDENTIFIER                      (* 字段 *)
       / DOT ASTERISK                        (* 解引用 *)
       / LBRACKET Expr RBRACKET              (* 索引 *)
       / LBRACKET Expr DOT2 Expr? RBRACKET   (* 切片 *)
@@ -239,7 +260,8 @@ PrimaryExpr
     / CHAR_LITERAL
     / STRING_LITERAL
     / TRUE / FALSE / NULL_KW
-     / IDENTIFIER (LBRACE StructInitList? RBRACE)?      (* 变量引用 / 结构体字面量 *)
+     / IDENTIFIER (LBRACE StructInitList? RBRACE)?     (* 变量引用 / 结构体字面量 *)
+     / DOT LBRACE StructInitList? RBRACE               (* 匿名聚合字面量 .{ .f = e } *)
     / LPAREN Expr RPAREN
     / ArrayLiteral
     / BuiltinExpr
@@ -254,38 +276,6 @@ StructInit <- DOT IDENTIFIER (EQUAL Expr)?
 BuiltinExpr
    <- (AT / SHARP) IDENTIFIER LPAREN ExprList? RPAREN   (* @sizeof(T) / #runtime(x) *)

-
-# ================================================================
-# 类型表达式 (Type Expression, LL(1), 无左递归)
-# ================================================================
-
-TypeExpr <- PrefixTypeOp* TypeBase
-
-TypeBase <- FnTypeExpr / TypePath
-
-PrefixTypeOp                                    (* LL(1): * / [ *)
-    <- ASTERISK
-     / LBRACKET (RBRACKET / INTEGER RBRACKET)   (* [] 或 [N] *)
-
-FnTypeExpr <- KEYWORD_fn LPAREN TypeExprList? RPAREN TypeExpr
-
-TypeExprList <- (TypeExpr COMMA)* TypeExpr?
-
-TypePath <- TypeAtom (DOT TypeAtom)*
-
-TypeAtom    (* LL(1): 关键词 / IDENTIFIER / _ *)
-    <- KEYWORD_void / KEYWORD_bool
-     / KEYWORD_i8  / KEYWORD_u8  / KEYWORD_i16 / KEYWORD_u16
-     / KEYWORD_i32 / KEYWORD_u32 / KEYWORD_i64 / KEYWORD_u64
-     / KEYWORD_isize / KEYWORD_usize
-     / KEYWORD_f32 / KEYWORD_f64 / KEYWORD_ptr
-     / UNDERSCORE
-     / IDENTIFIER
-
-(* *_ = "any pointer", 唯一支持自动类型提升和隐式转换的指针类型。
-   语义上 *_ 可赋值给任意 *T, 任意 *T 可赋值给 *_。
-
-
 # ================================================================
 # 运算符
 # ================================================================
@@ -324,6 +314,11 @@ KEYWORD_enum     <- 'enum'     !IDENTIFIER_CHAR
 KEYWORD_comptime <- 'comptime' !IDENTIFIER_CHAR
 KEYWORD_void     <- 'void'     !IDENTIFIER_CHAR
 KEYWORD_bool     <- 'bool'     !IDENTIFIER_CHAR
+KEYWORD_isize    <- 'isize'    !IDENTIFIER_CHAR
+KEYWORD_usize    <- 'usize'    !IDENTIFIER_CHAR
+KEYWORD_ptr      <- 'ptr'      !IDENTIFIER_CHAR
+
+(* desperate 未来采用 ixx uxx fxx 表达而非关键字，启动阶段使用固定关键字 *)
 KEYWORD_i8       <- 'i8'       !IDENTIFIER_CHAR
 KEYWORD_u8       <- 'u8'       !IDENTIFIER_CHAR
 KEYWORD_i16      <- 'i16'      !IDENTIFIER_CHAR
@@ -332,11 +327,8 @@ KEYWORD_i32      <- 'i32'      !IDENTIFIER_CHAR
 KEYWORD_u32      <- 'u32'      !IDENTIFIER_CHAR
 KEYWORD_i64      <- 'i64'      !IDENTIFIER_CHAR
 KEYWORD_u64      <- 'u64'      !IDENTIFIER_CHAR
-KEYWORD_isize    <- 'isize'    !IDENTIFIER_CHAR
-KEYWORD_usize    <- 'usize'    !IDENTIFIER_CHAR
 KEYWORD_f32      <- 'f32'      !IDENTIFIER_CHAR
 KEYWORD_f64      <- 'f64'      !IDENTIFIER_CHAR
-KEYWORD_ptr      <- 'ptr'      !IDENTIFIER_CHAR

 TRUE      <- 'true'  !IDENTIFIER_CHAR
 FALSE     <- 'false' !IDENTIFIER_CHAR
@@ -355,7 +347,7 @@ COLON    <- ':'    DOT       <- '.'
 DOT2     <- '..'   DOT3      <- '...'
 AT       <- '@'    SHARP     <- '#'
 FAT_R_ARROW <- '=>' FAT_D_ARROW <- '<=>'
-R_ARROW <- '<-' L_ARROW <- '->' D_ARROW '<->'
+THIN_R_ARROW <- '<-' THIN_L_ARROW <- '->' THIN_D_ARROW '<->'

 EQUAL      <- '='
 COLON_ASSIGN <- ':='
@@ -407,6 +399,18 @@ BLOCK_COMMENT  <- '/*' (!'*/' .)* '*/'
 eof <- !.
 ```

+## TODO
+```spl
+// 约束关键字，语义是`类型子集形状`
+type name = shape { ... }
+
+// 默认字段
+type name = struct { x: i32 = 0, }
+
+// 默认参数
+fn name(x: i32 = 0) { ... }
+```
+
 # SPL 语义规范

 ## 设计总则
@@ -442,15 +446,16 @@ DirectiveBlock	@id { } / #id { } 为扩展占位，无预定义行为。未识
 语义: 完全由语言版本或库注册决定。当前所有均视为未识别，产生警告 (宽松) 或错误 (严格)。

 ## 函数
-text
+
 AttrList? fn IDENTIFIER ( ParamDeclList ) TypeExpr? ( ; | Block )
+
 参数: 全部不可变。需要可变时通过 *T 传递。

 返回类型: 省略即 void。仅有 ; 表示外部声明。

 调用: 实参与形参数量、类型必须完全匹配 (无隐式可变参数)。

-执行: 新作用域 → 形参绑定实参 → 执行 Block → 遇 ret expr 返回 (类型匹配)，或 void 函数自然结束返回。
+执行: 新作用域 -> 形参绑定实参 -> 执行 Block -> 遇 ret expr 返回 (类型匹配)，或 void 函数自然结束返回。

 ## 类型声明与聚合体
 ### 别名
@@ -573,7 +578,7 @@ defer { ... }: 退出作用域时以后进先出执行。

 浮点 f64，布尔 bool。

-null → ?T 隐式转换。
+null -> ?T 隐式转换。

 ### 运算符
 算术/位运算: 操作数类型必须完全一致或由字面量推导，无隐式提升。
@@ -587,12 +592,12 @@ null → ?T 隐式转换。
 -	数值	同类型
 !	bool	bool
 ~	整数	同类型
-&	可寻址左值	*T
-解引用仅有后缀形式 .*，无前缀 * 运算符。(*ptr) 不合法。
+&	可寻址左值	\*T
+解引用仅有后缀形式 .\*，无前缀 \* 运算符。(\*ptr) 不合法。

 后缀运算符
 运算	约束	说明
-expr.*	expr 为 *T	解引用，得 T 左值
+expr.\*	expr 为 \*T	解引用，得 T 左值
 expr.field	struct 或指针	指针时自动解引用一层再取字段
 expr[i]	数组/切片/指针，i 整数	元素左值
 expr[a..b]	数组/切片/指针	切片操作，产生 []T，内部设置 ptr 和 len
@@ -618,9 +623,9 @@ comptime { ... } / comptime expr;: 编译时求值，不可引用运行时变量

 *_ 的特殊规则: 

-*T → *_: 允许，必须警告。
+*T -> *_: 允许，必须警告。

-*_ → *T: 允许，必须警告。
+*_ -> *T: 允许，必须警告。

 这些警告无法全局关闭，未来提供显式抑制。

@@ -628,7 +633,7 @@ comptime { ... } / comptime expr;: 编译时求值，不可引用运行时变量

 整数字面量适配更大类型。

-null → ?T。
+null -> ?T。

 其余必须显式 as。

@@ -740,7 +745,7 @@ fn(参数类型列表) 返回类型

 null 字面量只能出现在需要 ?T 的上下文中。

-### 自定义聚合类型
+### 聚合类型
 struct: 字段连续排列 (可能有对齐填充)，每个字段有自己的类型。赋值是逐字段拷贝。

 union: 所有字段共享起始地址，大小等于最大字段 (加上对齐)。直接字段读取被视为不安全，需通过 match 解构。
@@ -750,16 +755,7 @@ enum: 带标签的联合体，每个变体可有载荷。大小实现定义，
 ## 类型分类
 ### 值类型 (复制语义)
 所有基本标量类型，或者说底层寄存器类型 (整数、浮点、bool)
-
-struct
-
-数组 [N]T
-
-切片 []T
-
-区间 Range
-
-赋值、传参会复制整个值。修改副本不影响原值。
+`聚合类型` `数组 [N]T` `切片[]T` `区间Range` 赋值、传参会复制整个值。修改副本不影响原值。

 ### 引用/指针类型
 \*T、\*_
@@ -802,15 +798,15 @@ bool	整数	否	—
 以下用伪代码描述每个表达式类型的推断方法。若类型检查失败，则为编译错误。

 ### 字面量
-INTEGER → i32
+INTEGER -> i32

-FLOAT → f64
+FLOAT -> f64

-true / false → bool
+true / false -> bool

-null → 必须从上下文推导出 ?T，无法推导则报错。
+null -> 必须从上下文推导出 ?T，无法推导则报错。

-字符串字面量 → []u8 (具体待定)
+字符串字面量 -> []u8 (具体待定)

 ### 二元运算
 算术 e1 + e2、-、*、/、%: 
@@ -953,8 +949,8 @@ ForRange 提供表达式列表 [E1, E2, ...]。as 后标识符列表 [v1, v2, ..

 ```
 for my_slice, 0.. as elem, idx { ... }
-// my_slice: []T → elem: T
-// 0..: Range 无界 → idx: i64，长度由 my_slice 决定
+// my_slice: []T -> elem: T
+// 0..: Range 无界 -> idx: i64，长度由 my_slice 决定
 ```
 ## 类型系统限制
 无隐式类型提升 (除字面量整数拓宽和数组到切片外)。