コンパイラの構成

コンパイラはRustで実装しています。Nagi自身が構文解析、型検査、Rustコード生成を担当し、Cargo/rustcが依存のビルド、最終的な借用・trait検査、機械語生成を担当します。独自の機械語backendやVMはありません。

HighとLowは共通の手書きparserとProgram ASTを使い、字下げと波括弧の読み方を切り替えます。通常のHighの処理経路はHighを検査し、Lowテキストへ出力して再解析し、手書きLowと統合して再検査します。Lowは別のメモリモデルを持つ層ではありません。

Lowには型注釈・制御構造と、module・定義のIDを残します。型推論の結果や名前解決、move・借用の検査状態を証明として持ち越すわけではなく、再解析後に再構築します。moduleのJSON metadataは別名や型の識別に使います。Serde JSONは診断・cost report・エディター向けのsymbol情報にも使います。

最終的なLowとnativeの統合後は、型・所有権の検査結果とRust生成用の私有planをCheckedProgramへ封印します。Rust codegenはこの入力だけを受け取り、未検査のASTやエディターの回復途中のASTからは生成しません。ただし、これを完全なbackend非依存のTyped IRとする設計ではありません。Rustのtraitや外部crateの検査、実行時の資源終了まで証明するものでもありません。内部契約はADR 006にあります。

ASTは式・引数・束縛名の元ソースのtoken範囲を持ちます。symbolsは通常のcheckerと同じ規則で確認できた型を、元ファイルのUTF-16位置とともに返します。編集補助では失敗した文の変数環境を戻して次の文を解析しますが、通常のcheckは最初のエラーで失敗します。型エラーのあるコードから補完情報が得られても、ビルド可能になったことを意味しません。

定義ジャンプ用のローカル名は、型・所有権の検査とは別にASTをたどって解決します。引数・最初の代入・for・caseの束縛位置を持ち、再代入では同じ位置を保ちます。子ブロックの名前は外へ漏らさず、forの同名束縛はループ後に元へ戻します。使用位置と定義位置は既存のreferencesへ出力します。move後や型の不明な初期化でも、名前の束縛先を特定できれば移動できます。VS Codeは未保存バッファも渡しますが、保存済み情報へフォールバックした場合にはF12でその位置を使いません。

codegenのscopeはTokioのJoinSet wrapperにします。classはRustのstructへ生成し、対応するフィールド型の場合にJSONやDB用の実装を付けます。Lowテキストはコンパイル経路で再解析する表現です。Program ASTやCheckedProgramにSSAや独自optimizerはなく、最適化はRust backendに依存します。別backendやself-hostingへの拡張は、現在のLowの役割とは分けて検討します。

同じコンパイル処理の中では、loweringとcodegenが生成行と元の文・定義・フィールドの行の対応を保持します。ビルドではCargoのJSON診断を読み、対応するNagi・Lowのファイルと行、対応できる関連noteを表示します。nagic build app.nagi --rust-diagnosticsでは生成Rustの本文・補足・修正候補も表示します。runでも使えます。手書きRustや位置の不明な診断は省略せず、Rustの位置のまま表示します。元の式の列やRustの修正候補をNagiへ推測変換する機能はありません。

保存するgenerated.lowは、手書きLowを統合する前のHighから生成した内容です。差し替え後に実行するプログラム全体のdumpではありません。統合後の関数の関係はmap、最終生成物はRustで確認します。

保存したgenerated.lowを別のコマンドで読み直すと、診断位置はLowの行になります。moduleのIDは残りますが、元のHighへのsource mapを保存する機能はありません。

checkはCargoを起動せず、Nagiの規則とソース位置に基づいて診断します。生成Rustの借用・trait検査を代替しないため、成功後にbuildが失敗する場合があります。Rust側の借用・Send条件、手書きRustの本体、crateのAPIはビルドで検査します。詳しくは所有権を参照してください。

ただし、対応するNagiコードを受理してから、Nagiで分かる型・move・lifetimeの問題で生成Rustが拒否されるのはコンパイラの不具合です。Rustアダプターやtrait、依存・link環境の検査とは区別します。回帰例と小さい生成プログラムをHigh・保存Low・Rustへ通し、この不一致を探します。

SQLの事前検査は、checkにschemaと方言を指定した場合だけ有効です。通常のcheckはSQLの内容とschemaを照合しません。検査対象のqueryは実行せず、生成RustとアプリのDB処理も変えません。

ソースは1ファイル2 MBまでで、式・型・ブロックの入れ子にも上限があります。構文の変異試験と不正な入力の試験を行います。coverage-guided fuzz、incremental parsing、式の厳密な列位置や全Rust診断を扱うsource mapは未対応です。引用符なしの登録済み標準moduleは利用できます。

実装はparser、checker、codegenを参照してください。所有権の境界テストでは、Highと再解析したLowの検査、および一部の例の生成Rustの一致を確認します。標準importのテストでは、保存Lowの定義IDを確認します。これらは全プログラムの等価性を保証するものではありません。