aa1b536517d96adf23a11885bf557ae10c79122c
类别:b(机制漏缓存)—— 都是"结果等价却重算"的浪费,不是判定逻辑改动。 证据(PROF\main_prof_72472.prof 的 `_generate_structs` 子调用归属,self=39.07s/8,493 次): isinstance 6.195s(6,249 万次)· `HandlesBase.__get__` 3.596s · len 2.892s `_TypedPointerType.__init__` 2.600s(375 万次)· `_patched_new` 2.030s · dict.get 2.555s `_MemberSlotAccepts` 2.437s · SymbolTable.lookup 2.105s · rsplit 1.123s 改动(均为**恒等变换**,任意中断/交错下语义不变,不引入失效判定): 1. Step 3 成员类型重绑:新增 `if pointee is not struct:` / `if member_type is not struct:` 短路。原实现对"pointee 本来就是该 struct 实例"的成员也**现建一个 ir.PointerType 再覆盖写**——llvmlite 类型是值语义(`_TypedPointerType.__eq__` 按 pointee 比较、 打印只取决于结构),覆盖写是纯 no-op。该分支每次调用遍历全部类的全部成员 ⇒ 这是 375 万次指针构造(约占本函数 9s,含 _patched_new/_patched_init/_IsBadPointee) 的主源。 2. T* 占位扫描改为 `_StructBodyHasPlaceholderT`(按 body 对象记忆):Step 4 的 "全类×全元素"扫描与 set_body 前的复核扫描,每次调用都全量重扫,是本函数 6,249 万次 isinstance 与 498 万次 rsplit 的主源。判据精确性:该扫描是 `st.elements` 的纯函数,而 `elements` 在 llvmlite 里**整体替换**(set_body 赋新 tuple、作废置 None,从不原地改元素)⇒ 用 `elements` 的对象身份当版本号即可精确 判定"body 未变";缓存条目强引用 struct 与 elements,二者存活 ⇒ id 不会被回收 复用 ⇒ 不会误判命中。 3. vtable 槽 `i8*` 改用模块级共享实例 `_I8_PTR`(原来每类每次现建)。 **刻意不做**:不加"全量状态签名 early-out"。理由(写在此处备查):签名只能覆盖 "每类成员个数"这类可 O(类数) 取得的量,覆盖不到"成员类型原地替换";而那次替换正是 本函数 Step 3 自己做的 ⇒ 一旦某轮在中途抛异常,签名与上一次成功轮相同,early-out 会跳过**必要的**重建。要做到完备就得给约 25 处 `class_members` 变更点埋版本号, 收益不确定、风险实在,故不做。 验证:py 层 import + GetDiagnostics 干净;未跑编译器。
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 Pythonast模块依赖 - ✅ 后端:
includes/llvmlite/已替代 Pythonllvmlite依赖 - ⏳ 中间层:
lib/core(~20K LOC)待用 TransPyC 重写
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
- 环境:Python 3.12+、LLVM(llc/clang)、Windows(当前主平台)
- 构建项目:在项目目录运行
python ../Projectrans.py build(详见 wiki/12-project.md) - 示例:参考 Test/ 下 30+ 测试项目(AstTest/ZlibTest/NoVTableTest/LLvmLiteTest 等)
- 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、-> tuple[...] 多返回值) |
| 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) |
Description
A new language using Python syntax that achieves the speed of C/C++ and the ease of use of Python.
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