Core 是一门全新的、完全自主设计的编程语言，以及一套围绕"语义保鲜"理念构建的编译工具链。
其核心是一个保留全部类型与语义信息的中间表示（IR），并原生支持完全形式化验证。
当前处于 自举编译器阶段：编译器自身使用 Core 语言编写，可通过引导编译器（Python）编译为原生 x86-64 二进制。
build/corec 是自举编译器前端，build/corearch 是后端。
已实现三级自举管线：
| 阶段 | 编译方式 | 产物 | 状态 |
|---|---|---|---|
| Stage 0 | Python 引导编译器 | build/corec（前端）+ build/corearch（后端） |
正常 |
| Stage 1 | build/corec + build/corearch 编译自举编译器源码 |
build/corec2（自编译前端） |
可运行 |
| Stage 2 | build/corec2 + build/corearch 再次编译 |
build/corec3（二次自编译） |
可运行 |
当前限制： corec2 自我编译虽可运行，但速度远慢于 build/corec（约 1000×），主要因为 ELF 后端代码生成尚无条件寄存器分配，所有变量走栈操作。优化方向包括寄存器分配、AST 折叠、公共子表达式消除等。
注意（2026-08 现状）：
corec2 check卡在 tokenizer（约 9 个全局变量未注册进g_ir_globals，赋值静默丢弃）——自举阻塞项，见 TODO.md。
| 类别 | 特性 | 状态 |
|---|---|---|
| 类型系统 | int、float、bool、string、char、unit、never |
完成 |
| 泛型函数与泛型结构体 | 完成 | |
auto / . 类型推导、位宽后缀 _i32 _u64 _f32 _f64 |
完成 | |
| 变量 | := / : type 声明，mut / pub 标签，批量声明 |
完成 |
| 函数 | 函数定义、调用、单行函数体、pub fn 可见性 |
完成 |
| 控制流 | if / else / elif、while、loop + break/continue、for 区间和数组迭代 |
完成 |
| RVSDG 式嵌套 region（SG_IF/LOOP/FOR/FLOW/UNSAFE + state edges + .ccr v5） | 完成 | |
| 并发 | go f(args) / go var start..end expr 协程生成 |
完成（单 M 端到端） |
| 协作式 Fiber 调度器、缓冲通道（阻塞） | 完成（单 M 验证） | |
| 多 M worker 线程 | 未完成（TODO bug 2） | |
await 异步等待 |
未完成 | |
| 复合类型 | 结构体、枚举 + match、元组、定长数组、切片 |
完成 |
| 方法 | impl 块、self / &self / &mut self、impl Trait for Type |
完成 |
| 引用与借用 | &T / &mut T、借用检查（Borrow Checker） |
完成 |
| 内存模型 | Arena 内存模型（init/new/reset + 子图绑定 + mmap 堆扩展） | 完成 |
| 指针安全三 pass：PointerAnalysis / RegionCheck / ProvenanceVerify | 完成 | |
| @ 内建 | @sizeOf @alignOf @fields @hasField @field @typeInfo @comptime @inline @no_bounds_check @fast @unroll @section（12 个） |
完成 |
| 编译器 | 增量缓存（函数级 .cir，默认开启 + clean-cache） | 完成 |
@hotpatch 滚动更新（IR_HOTPATCH_ROUTE + SIGHUP 热加载） |
完成 | |
| 惰性求值（IR_LAZY_THUNK/FORCE，调用级） | 部分（thunk/force 为值搬运，无实际延迟） | |
| 控制流自动惰性（编译期指令下沉路线） | 设计定案，待实现 | |
| 汇编层 | .crasm 统一汇编抽象层（虚拟寄存器 + 平台映射表） |
设计完成（docs/crasm.md） |
| 语义检查 | 名字解析 + 类型检查、结构化错误码 + 源码定位 | 完成 |
| 模块系统 | import、fileid、@project、_import.cr、依赖裁剪 |
完成 |
| 标准库 | io.cr / cli.cr / toml.cr |
完成 |
math.cr / collections.cr |
部分（stub，TODO bug 4） | |
| 编译器基础设施 | 自举编译器（Core 写编译器）、x86-64 ELF 直接输出 | 完成 |
build/check/ccr/cir/run/clean-cache 子命令 |
完成 | |
CIR 数据流图（带完整类型/语义信息）、.ccr 线性 CFG |
完成 | |
| 形式化验证 | 规约层 IR / 验证条件生成 / SMT 求解器接口 | 占位 |
| 发布与治理 | Arch Linux PKGBUILD | 完成 |
| GitFlow 治理：双 ruleset（main 仅维护者合入 / develop 集成分支）+ 签名提交 + merge queue（免费计划降级为手动合入） | 完成 | |
| CI 骨架（Rust 模板重写：PR 快速层 + 完整层） | 部分（GitHub 侧注册冻结，待自愈） |
| 类别 | 项 | 参考 |
|---|---|---|
| 自举 | corec2 tokenizer 死循环（约 9 个全局变量未注册进 g_ir_globals） | TODO 自举阻塞项 |
| corec2 前端性能约 1000× 慢于 build/corec（ELF 后端无寄存器分配） | TODO | |
| O1 自举稳定性（pass_cse 大函数崩溃） | TODO | |
| 解释器 | for 循环 / 递归 / 泛型函数不支持 | TODO 预存 bug 3 |
| 运行时 | arena bump 分配死循环（编码已 objdump 排除，emit_alloc_body 运行时逻辑待查） | TODO 预存 bug 5 |
| 内存 | 完整自举 1 GiB bump heap 峰值（需按函数回收而非扩堆） | TODO 预存 bug 1 |
| 并发 | 多 M worker 未连调度器、channel 队列未并发验证 | TODO 预存 bug 2 |
| CI | 工作流注册冻结（注册表陈旧，GitHub 侧）——develop 的 required_status_checks 暂移除 | spec §3.3 |
| 语言 | 控制流自动惰性、.crasm 汇编层、分布式（跨机器/QUIC） |
设计完成/定案，待实现 |
# 构建自举编译器
python3 build_selfhost_native.py
# -c 模式：直接执行代码（解释器）
./build/corec run '__builtin_println("hello"); 42'
# 编译文件
./build/corec ccr hello.cr # → hello.ccr
./build/corec cir hello.cr # → hello.cir（数据流图）
./build/corec build hello.cr --static # → a.out（ELF，无需 as/ld）
as -o hello.o hello.s && ld ... # 或用传统路径
# 通过引导编译器（Python）编译
python3 tools/corec ir hello.cr # → .cir 数据流图
python3 tools/corec cir hello.cr # → .ccr 线性 IRimport io;
fn worker(id: int, base: int) {
io.println_int(id + base);
}
fn main() {
// 批量生成 8 个 worker 协程，每个传入不同 ID
go f 1..8 worker(f * 10000, 10000);
// 单个协程
go worker(1, 0);
}
core/
├── bootstrap/corec/ # 引导编译器（Python）
│ ├── syntax/ # AST 定义、Token、关键字
│ ├── frontend/ # 词法/语法/语义分析/IR 生成
│ ├── ir/ # IR 数据结构（CIR 数据流图 / CCR 线性 CFG）
│ ├── backend/ # 解释器、ARM64/x86-64 代码生成
│ └── verifier/ # 形式化验证（占位）
├── src/
│ ├── compiler/ # 自举编译器（Core 源码）
│ │ ├── ast.cr # Token 定义、AST 节点、IR 指令、类型常量
│ │ ├── lexer.cr # 词法分析器
│ │ ├── parser.cr # 语法分析器
│ │ ├── checker.cr # 类型检查 + 借用检查
│ │ ├── ir_gen.cr, dataflow.cr # IR 生成 + 数据流图
│ │ ├── main.cr # 前端入口（corec）
│ │ ├── corearch.cr # 后端入口（corearch）
│ │ ├── ccr_io.cr # .ccr 二进制序列化
│ │ ├── elf.cr # ELF 直接输出（无需 as/ld）
│ │ ├── interp.cr # IR 解释器（-c 模式）
│ │ ├── project.cr # 项目文件读取（Core.toml）
│ │ └── backend/x86_64.cr # x86-64 汇编生成
│ ├── stdlib/ # 标准库
│ │ ├── io.cr, cli.cr # I/O、命令行
│ │ ├── math.cr, toml.cr # 数学、TOML 解析
│ │ ├── arena.cr # Arena 分配器
│ │ ├── scheduler.cr # Fiber 调度器
│ │ ├── chan.cr # 缓冲通道
│ │ └── collections.cr # 集合操作
│ └── runtime/ # 运行时（rt.s bump allocator + 系统调用）
├── tests/ # 测试
│ ├── bootstrap/ # 引导编译器流水线测试
│ └── selfhost/ # 自举编译器测试
├── tools/corec # Python CLI 工具
├── build/corec # 自举编译器原生 x86-64 二进制
├── grammar/ # EBNF 语法定义
├── docs/ # 设计文档
└── PKGBUILD # Arch Linux 打包
├── spec/ # 形式规约文件（.corespec 示例）
├── examples/ # 示例程序
└── README.md
# 引导编译器流水线测试（19 项）
python3 tests/bootstrap/test_pipeline.py
# 泛型测试
python3 tests/bootstrap/test_generics.py
# 借用检查测试
python3 tests/bootstrap/test_borrow.py
# 自举编译器测试
python3 tests/selfhost/test_compile.pyimport sys
sys.path.insert(0, 'bootstrap')
from corec.frontend.lexer import Lexer
from corec.frontend.parser import Parser
from corec.frontend.name_resolver import NameResolver
from corec.frontend.desugar import MatchDesugarer
from corec.frontend.type_checker import TypeChecker
from corec.frontend.ir_gen import IRGen
from corec.backend.interpreter import Interpreter
src = '''
fn add(a: int, b: int) -> int { return a + b; }
fn main() -> int { return add(3, 4); }
'''
lex = Lexer(src)
ast = Parser(lex.tokenize()).parse_compilation_unit()
resolver = NameResolver(); resolver.resolve(ast)
desugarer = MatchDesugarer(resolver.symtab)
ast = desugarer.desugar(ast)
checker = TypeChecker(resolver.symtab); checker.check(ast)
ir_gen = IRGen(resolver.symtab); mod = ir_gen.gen_module(ast)
interp = Interpreter(mod); print(interp.run('main', [])) # 输出 7当前项目处于早期阶段，欢迎参与设计讨论和实验性实现。 请参阅 docs/ 下的设计文档了解整体构想。
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