cml

Heterogeneous AOT compiler middle-end for my-lisp

Українська · English · Deutsch

Українська

cml — це heterogeneous middle-end і Ahead-of-Time (AOT) компілятор для my-lisp. Він знижує єдиний semantic IR до CPU/C, GPU compute backends, виконання fpga-lisp і вузького freestanding x86_64 assembly target для wsm-os, залишаючи можливості backend'ів явними й fail-closed.

Цей підхід відділяє семантику мови від фізичного виконання. Поточний graph має live CPU, CUDA і FPGA шляхи, включно з host-staged typed-buffer→FPGA-register edge; прямий GPU→FPGA transfer не заявляється.

Компілятор підтримує:

• Змінні (через ін'єкцію пошуку в середовищі на етапі компіляції)
• cond (логіка розгалуження, скомпільована в JF/RET)
• lambda (замикання, які самостійно прив'язують аргументи до середовища)
• let, знижений до негайно викликаної lambda без нової FPGA-примітиви
• Стандартні примітиви (cons, car, cdr, eq, atom)
• Явні форми quote ((quote ...))
• Стек викликів (програмний стек R11 для збереження середовища та адреси повернення)

Поточні обмеження

• Generic calls зв'язують щонайбільше 8 аргументів; зайві аргументи ще не відхиляються явно.
• Conformance runner канонічно декодує atoms, fixnums, proper lists і dotted lists із FPGA heap; непідтримувані мовні форми досі пропускаються явно.
• Tier-1 error fixtures теж спостережувані: компілятор класифікує статичні помилки арності/невідомого символу, а FPGA повертає runtime-помилки типу через машинозчитуваний канал результату.
• Сирцеві strings знижуються до Ir::String (окремий IR-варіант); fpga-lisp ще не має окремого runtime string tag.
• Inexact numbers і точні rationals не підтримуються цільовим представленням.

Стан фіксації Target ABI

Freestanding x86_64 backend залежить від wsm-os-target, зафіксованого на нейтральному репозиторії wsm-target-contract. CML і wsm-os-lisp є рівноправними споживачами цього ABI: CML емітує код за його правилами, а wsm-os-lisp надає рантайм і платформові докази. Це прибирає старий циклічний зв'язок репозиторіїв і не є заявою, що поточний рантайм чи boot-шлях wsm-os уже покритий.

compatibility.my фіксує точний language contract my-lisp, ISA contract fpga-lisp, перевірені SHA, підтриману поверхню й відомі прогалини цієї ревізії компілятора.

Freestanding x86_64 зріз окремо описаний у docs/x86-freestanding-backend.md. Наразі він підтримує literals, явний (quote ...), cons/car/cdr/eq/atom, cond, арифметику з перевіркою (+/-), та loop-optimized self-tail-calls, без заяви про повну мовну або boot parity.

Переглянути результати тестів · Тестування

Пов'язані репозиторії (мовна лінія my-lisp)

• my-lisp: Мова Lisp та еталонний семантичний контракт.
• cml: Цей гетерогенний middle-end компілятор.
• fpga-lisp: Апаратна Lisp-машина та асемблер. (Примітка: фундаментальні проєкти на кшталт wsm (() -> математика) є окремими незалежними напрямами дослідження і не є споживачами CML IR).

Збірка та Запуск

cargo build
cargo run -- path/to/source.my

English

cml is an Ahead-of-Time (AOT) compiler middle-end for my-lisp. It lowers one semantic IR toward CPU/C, GPU compute backends, fpga-lisp execution, and a bounded freestanding x86_64 assembly target for wsm-os. Backend capabilities remain explicit and fail-closed.

This approach separates language semantics from physical execution. The current graph has live CPU, CUDA, and FPGA paths, including a host-staged typed-buffer-to-FPGA-register edge; direct GPU-to-FPGA transfer is not claimed.

The compiler handles:

• Variables (via compile-time environment lookup injection)
• cond (branching logic compiled to JF/RET)
• lambda (closures that self-bind arguments to an environment)
• let lowered as an immediately invoked lambda, without a new FPGA primitive
• Standard primitives (cons, car, cdr, eq, atom)
• Explicit quote forms ((quote ...))
• Call Stack (R11 software stack for environment and link preservation)

Current Limitations

• Generic calls bind at most 8 arguments; additional arguments are not yet rejected explicitly.
• The conformance runner canonically decodes atoms, fixnums, proper lists, and dotted lists from the FPGA heap; unsupported language forms are still skipped explicitly.
• Tier-1 error fixtures are observable too: the compiler classifies static arity/unknown-symbol failures, while FPGA execution reports runtime type failures through a machine-readable result channel.
• Source strings lower to Ir::String (separate IR variant); fpga-lisp still has no distinct runtime string tag.
• Inexact numbers and exact rationals are not supported by the target representation.

Target ABI Pinning Status

The x86_64 freestanding backend depends on wsm-os-target, pinned to the neutral wsm-target-contract repository. CML and wsm-os-lisp are equal consumers of this target ABI: CML emits code against it; wsm-os-lisp supplies its runtime and platform evidence. This replaces the legacy repository cycle and does not claim that the current wsm-os runtime or boot path is already covered.

compatibility.my records the exact my-lisp language contract, fpga-lisp ISA contract, tested SHAs, supported surface, and known gaps for this compiler revision.

The freestanding x86_64 slice is documented separately in docs/x86-freestanding-backend.md. It currently supports literals, explicit (quote ...), cons/car/cdr/eq/atom, cond, checked fixnum arithmetic (+/-), and loop-optimized self-tail-calls; this is not a claim of full language or boot parity.

View Test Results · Testing

Related Repositories (my-lisp language line)

• my-lisp: The Lisp dialect and reference semantic contract.
• cml: This heterogeneous compiler middle-end.
• fpga-lisp: The hardware Lisp machine and assembler. (Note: independent foundational research projects like wsm (() -> mathematics) are separate research tracks and do not consume CML IR).

Build and Run

cargo build
cargo run -- path/to/source.my

Deutsch

cml ist ein heterogenes AOT-Compiler-Middle-End für my-lisp. Es senkt eine gemeinsame semantische IR zu CPU/C-, GPU-Compute-Backends und fpga-lisp ab; Backend-Fähigkeiten bleiben explizit und fail-closed.

Dieser Ansatz trennt Sprachsemantik von physischer Ausführung. Der aktuelle Graph hat live CPU-, CUDA- und FPGA-Pfade einschließlich eines host-gestagten Typed-Buffer→FPGA-Register-Pfads; direkter GPU→FPGA-Transfer wird nicht behauptet.

Der Compiler verarbeitet:

• Variablen (über beim Kompilieren injiziertes Umgebungs-Lookup)
• cond (Verzweigungslogik, kompiliert zu JF/RET)
• lambda (Closures, die ihre Argumente selbst an eine Umgebung binden)
• let, abgesenkt zu einer sofort aufgerufenen lambda ohne neue FPGA-Primitive
• Standardprimitiven (cons, car, cdr, eq, atom)
• Explizite Quote-Formen ((quote ...))
• Aufrufstapel (R11 Software-Stack für Umgebungs- und Rücksprungadressenspeicherung)

Aktuelle Einschränkungen

• Generische Aufrufe binden höchstens 8 Argumente; zusätzliche Argumente werden noch nicht explizit abgelehnt.
• Der Konformitätsrunner dekodiert Atome, Fixnums, echte Listen und Dotted Lists aus dem FPGA-Heap kanonisch; nicht unterstützte Sprachformen werden weiterhin explizit übersprungen.
• Auch Tier-1-Fehler-Fixtures sind beobachtbar: Der Compiler klassifiziert statische Stelligkeits- und Unbekanntes-Symbol-Fehler, während das FPGA Laufzeit-Typfehler über einen maschinenlesbaren Ergebniskanal meldet.
• Quell-Strings werden zu Ir::String (separater IR-Variant) abgesenkt; fpga-lisp besitzt noch kein eigenes Laufzeit-String-Tag.
• Inexakte Zahlen und exakte rationale Zahlen werden von der Zieldarstellung nicht unterstützt.

compatibility.my hält den genauen my-lisp-Sprachvertrag, fpga-lisp-ISA-Vertrag, geprüfte SHAs, die unterstützte Oberfläche und bekannte Lücken dieser Compilerrevision fest.

Der freistehende x86_64-Slice ist separat dokumentiert in docs/x86-freestanding-backend.md. Er unterstützt derzeit Literale, explizites (quote ...), cons/car/cdr/eq/atom, cond, überprüfte Fixnum-Arithmetik (+/-) und loop-optimierte Self-Tail-Calls; dies ist kein Anspruch auf vollständige Sprach-oder Boot-Parität.

Testergebnisse anzeigen · Testen

Verwandte Repositories

• fpga-lisp: Die Hardwarearchitektur und Assembler.
• my-lisp: Der Lisp-Dialekt.
• cml: Dieser Compiler.

Erstellen und Ausführen

cargo build
cargo run -- path/to/source.my

Ліцензія

Цей твір поширюється під ВОЛЬНІСТЮ — простим словом про свободу творити, пам'ятаючи про волю іншого.