TermiNexus 43e7cdd2cc feat(tpc): 函数级 DWARF 调试元数据 + 合并 IR 元数据规整
DWARF: 新增 LLVMCG/DebugInfo.py(DebugInfoEmitter)——每模块一个 DIFile/DICompileUnit、每个 define 一个 DISubprogram 并在函数入口首条指令挂 DILocation,模块落盘前补 !llvm.dbg.cu 与 !llvm.module.flags(Debug Info Version 3)。开关:新增 --dwarf(默认关闭),dwarf_enabled = args.dwarf or args.asan,沿 Phase2Translator → _translate_file → Translator.DwarfEnabled → LlvmCodeGenerator.dwarf_enabled 下传。define 之外的 declare 不挂。include 库刻意不给 DI(其 .obj 进跨项目共享的 includes.binary 缓存,注入会污染缓存)

关键约束(踩过的坑,已在探针中实测):DICompileUnit 与 DISubprogram 必须 is_distinct=True;emissionKind 用 FullDebug 而非 Full;spFlags 用 DISPFlagDefinition;DISubprogram 必带 type=DISubroutineType,缺了 llc 会崩 0xC0000005;模块级必须有 !llvm.dbg.cu + Debug Info Version 3

IRMetadataFix: 新增 SanitizeIRMetadata,在 _llc_compile 入口统一规整 IR——BuildCombinedIR 是多模块 IR 文本直接拼接,--dwarf 后每个片段自带 !0..!N 与两份命名元数据,22383 行样本里 !0/!1 各重复 67 次导致 opt/llc 报 Metadata id is already used。实现:按块重编号 !N 并改写 !dbg/命名元数据引用、!llvm.dbg.cu 全量聚合、其它命名元数据全同去重;无元数据文件逐字节 no-op、幂等(1.7MB/0.30s)

顺带修 _AddWeakComdat:函数头正则跨行吞换行,--dwarf 把 !dbg 放到 define 行尾后 comdat 被插到 ! 附着之后,llc 报 expected { in function body(现场 52 个 define 中 36 个中招);改为插在附着之前,无 !dbg 时产物逐字节不变

已自证:llc/opt RC=0、行表含 .vp 文件名与行号、opt -passes=forceattrs,asan 与 llvm-link/always-inline 均不丢 !dbg。已知待办:llc 现报 inlinable function call ... must have a !dbg location ⇒ 需补语句/调用点级 !dbg(否则警告 ignoring invalid debug info 会丢弃整份 DI)
2026-09-16 19:29:51 +08:00
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2026-07-18 19:25:40 +08:00
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TransPyC

TransPyC 是一种基于 Python 语法的系统级编程语言编译器,将 Python 子集(通过 t/c 模块类型注解赋予 LLVM 语义)编译为原生机器码。它不是 Python 的子集,也不是 C 的语法糖——它拥有独立的类型系统、两阶段编译模型和 SHA1 命名空间机制,适用于操作系统内核、嵌入式系统、驱动程序等底层开发场景。

能力证明

TransPyC 已用自身实现以下组件,证明其作为系统级语言的成熟度:

  • ViperOS —— 真实操作系统内核(ViperOS/),含 gdt/idt/isr/mm/sched,可在 QEMU 启动
  • 自研 Python 解析器 —— includes/ast/(4,176 LOC),用 TransPyC 自己写的词法+语法+AST,覆盖 CPython 几乎全部语法
  • 自研 LLVM IR 生成库 —— includes/llvmlite/(~1,500 LOC),用 TransPyC 自己写的 IR 文本生成器,18/18 测试通过
  • zlib 移植 —— Test/ZlibTest/,完整 deflate/inflate/huffman/checksum(~1,900 LOC)
  • Win32 FFI 绑定 —— includes/w32/,file/memory/process/sync/console 全覆盖
  • 泛型容器 —— includes/linkedlist.vp,@t.NoVTable + PEP 695 递归泛型继承 class GNode(GSListNode[GNode])

核心设计理念

  • Python 语法,LLVM 语义:源文件是合法的 Python 语法,但通过 t 模块类型注解赋予 LLVM 级别的语义
  • 类型注解即编译指令:类型注解决定 LLVM IR 的生成,不是可选的提示
  • 两阶段编译:先提取声明接口(.vpi + .stub.ll),再翻译源文件为含代码的 .ll
  • SHA1 命名空间:每个源文件按内容 SHA1 哈希命名,自动消除跨模块符号冲突
  • 零运行时开销:编译为原生代码,无 GC、无解释器、无虚拟机

自举进展

TransPyC 正在追求完全自举——用 TransPyC 重写 TransPyC 编译器自身。当前状态:

  • ✅ 前端:includes/ast/ 已替代 Python ast 模块依赖
  • ✅ 后端:includes/llvmlite/ 已替代 Python llvmlite 依赖
  • ⏳ 中间层:lib/core(~20K LOC)待用 TransPyC 重写

详见 wiki/13-bootstrapping.md。

模块总览

Viper 语言通过两个核心模块提供类型和操作支持:

模块 用途 导入方式
t 类型定义系统 import t
c C 语言操作指令 import c

快速上手

  1. 环境:Python 3.12+、LLVM(llc/clang)、Windows(当前主平台)
  2. 构建项目:在项目目录运行 python ../Projectrans.py build(详见 wiki/12-project.md)
  3. 示例:参考 Test/ 下 30+ 测试项目(AstTest/ZlibTest/NoVTableTest/LLvmLiteTest 等)
  4. 写第一个程序:
import t, c
from stdint import *
import stdio

def main() -> CInt | CExport:
    stdio.printf("Hello, Viper!\n")
    return 0

文档索引

文件 内容
01-overview.md 语言概述、两阶段编译流程、SHA1 命名空间、t.CDefine/t.CExport/t.CInline 深度解析
02-type-system.md 类型系统(基本类型、指针、数组、结构体、联合体、枚举、typedef、__attribute__)
03-variables.md 变量声明与赋值(含 t.CDefine 常量)
04-functions.md 函数定义与调用(含 t.CExport、t.CInline、t.CDefine 函数、@c.CReturn)
05-classes.md 类与数据布局(结构体、联合体、枚举、typedef、位域)
06-oop.md 面向对象与运算符重载(@t.Object、@t.CVTable、@t.NoVTable、继承、dunder 方法)
07-control-flow.md 控制流(条件、循环、match)
08-c-operations.md C 语言操作(指针、内联汇编、FFI 外部函数声明、LLVM IR 内联)
09-exceptions.md 异常处理
10-imports.md 模块与导入系统(存根生成、SHA1 命名空间与导入)
11-builtins.md 内置函数与运算符
12-project.md 项目配置与构建(增量编译、SHA1 映射)
13-bootstrapping.md 自举可行性分析(当前进展、剩余工作、路径规划)
S
Description
A new language using Python syntax that achieves the speed of C/C++ and the ease of use of Python.
Readme
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Python 93.7%
C 6.3%