saqut
/
saqut-compiler
1
0
Fork 0
Code Issues 29 Pull Requests Packages Projects Releases Wiki Activity
saqut-compiler/docs/roadmap-frontend.md

9.9 KiB
Raw Blame History

saQut Frontend Yol Haritası — Symbol Table + Semantic Analiz + Optimizasyon

Bu belge, frontend'i tamamlamaya yönelik dosya-dosya uygulama planıdır. Kararların gerekçeleri: docs/adr-frontend-analiz.md (ADR-006…014). Tartışma akışı: docs/transkript-frontend-tasarim.md.

İlke: Sıralama katıdır — her faz bir öncekine dayanır. Her faz sonunda mevcut örneklerle (examples/Final.sqt, examples/source.sqt) ve CLI komutlarıyla doğrulama yapılır; regresyon olmamalıdır. Kod temiz, anlaşılır ve yorum satırlarıyla takip edilebilir olmalıdır (header-only tarzı korunur, bkz. ADR-003).

Genel Bakış

Faz 0  Temeller        Type sınıfı + Diagnostic modülü + Hata kataloğu
Faz 1  AST Refactor    ExpressionNode/StatementNode + analiz alanları
Faz 2  Symbol Table    Symbol + Scope + SymbolTable + iki-geçişli toplama
Faz 3  Semantic Analiz Tip kontrolü + yapısal doğrulama (diagnostic'e basar)
Faz 4  Optimizasyon    Pass manager (fixpoint) + constant folding + dead code

Katman eşlemesi (ADR-006):

  • Frontend: Faz 0–3
  • Middle-end: Faz 4
  • Backend: bu yol haritasının dışında (C transpile → QBE → JIT, ADR-001)

Faz 0 — Temeller (Type + Diagnostic + Hata Kataloğu)

Bağımlılık: yok. Hedef: her şeyin üstüne kurulacağı temel veri yapıları. İlgili ADR: 010 (Type), 013 (Diagnostic).

Dosyalar

Dosya İçerik
src/core/type.hpp Type sınıfı. enum class TypeKind { Primitive, Array, Struct, Function, Error }. Primitif alt-tipleri: int, float, double, char, string, bool, void. Alanlar: array için elementType, function için returnType+paramTypes, struct için structName. Metotlar: equals(const Type&), toString(), toJson(), factory'ler (Type::primitive(...), Type::array(...), Type::error()).
src/diagnostic/diagnostic.hpp enum class DiagLevel { Error, Warning, Note, Hint }. struct Diagnostic { DiagLevel level; std::string code; SourceLocation loc; std::string message; std::string hint; }. Hata kataloğu (sabitler/enum): bkz. aşağı.
src/diagnostic/diagnostic_engine.hpp DiagnosticEngine: report(Diagnostic), hasErrors(), errorCount(), printAll(std::ostream&), toJson(). Diagnostic'leri biriktirir; durdurma kararını pipeline verir (tüm hatalar toplanır, sonra raporlanır — ADR-013).

Hata Kataloğu (baştan belirlenir)

Kod Anlam Hangi fazda üretilir
E001 Tanımsız değişken/isim Faz 2/3
E002 Aynı scope'ta çift tanım Faz 2
E003 Tip uyuşmazlığı Faz 3
E004 Döngü/switch dışı break/continue Faz 3
E005 Fonksiyon dışı return Faz 3
E006 Return tipi imzaya uymuyor Faz 3
E007 Tanımsız tip (bilinmeyen tip adı) Faz 2/3
E008 Fonksiyon çağrısı argüman sayısı/tipi uyuşmuyor Faz 3
E009 Array boyutu sabit değil / geçersiz Faz 3
W001 Kullanılmayan değişken Faz 4
W002 Sıfıra bölme (sabit folding) Faz 4
W003 Erişilemez (ölü) kod Faz 4

(Liste uygulamada genişleyebilir; yeni hatalar buraya eklenir.)

Doğrulama

  • Type::equals / toString birim testleri.
  • DiagnosticEngine topla → printAll çıktısı doğru sıralı.

Faz 1 — AST Refactor (ExpressionNode / StatementNode + analiz alanları)

Bağımlılık: Faz 0 (Type). Hedef: node hiyerarşisini ifade/deyim olarak ayır, analiz alanlarını ekle. İlgili ADR: 012, 013.

Dosyalar

Dosya Değişiklik
src/parser/ast_node.hpp İki ara taban ekle: class ExpressionNode : public ASTNode { Type resolvedType; bool isConstant=false; /* foldedValue */ } ve class StatementNode : public ASTNode { bool isReachable=true; }.
src/parser/nodes/literal.hpp · binary_expr.hpp · identifier.hpp · expressions.hpp (Call/Member/Index/Postfix) Bu node'ları ExpressionNode'dan türet.
src/parser/nodes/statements.hpp (Block/If/While/For/DoWhile/Return/Break/Continue/ExpressionStatement) · declarations.hpp? Statement'ları StatementNode'dan türet. (VariableDecl/FunctionDecl/StructDecl tartışmalı — declaration; şimdilik StatementNode veya doğrudan ASTNode altında değerlendirilir.)
src/parser/nodes/identifier.hpp IdentifierNode'a Symbol* resolvedSymbol = nullptr; (Faz 2'de bağlanır).
src/parser/nodes/*.cpp toJson()/log()'a yeni alanları (tip, isReachable) ekle — boş cpp'ler doluyor.

Doğrulama

  • saqut ast examples/Final.sqt hâlâ geçerli JSON (regresyon yok, python3 -m json.tool ile).
  • Derleme uyarısız (-Wall -Wextra).

Faz 2 — Symbol Table (scope'lu, iki-geçişli toplama)

Bağımlılık: Faz 0, 1. Hedef: isim çözümleme + scope + referans toplama. İlgili ADR: 011, 013.

Dosyalar

Dosya İçerik
src/symbol/symbol.hpp enum class SymbolKind { Variable, Function, Parameter, Struct, Field }. struct Symbol { std::string name; SymbolKind kind; Type type; SourceLocation definitionLoc; std::vector<SourceLocation> references; Scope* scope; }.
src/symbol/scope.hpp class Scope { Scope* parent; std::unordered_map<std::string, Symbol*> symbols; ... }. defineLocal(), lookupLocal(). Her katman bir namespace.
src/symbol/symbol_table.hpp Scope yığını yönetimi: enterScope(), exitScope(), define(Symbol) (aynı scope'ta duplicate → false + E002), resolve(name) (içten dışa), addReference(name, loc), getAllSymbols(), toJson().
src/symbol/symbol_collector.hpp/.cpp İki geçiş (ADR-011): Geçiş 1 → tüm üst-seviye tanımlarını (fonksiyon imzaları, struct isim+alan tipleri, global değişkenler) global scope'a hoist et. Geçiş 2 → fonksiyon gövdelerine in; lokal'leri declare-before-use ile topla; her IdentifierNode'u resolve() edip resolvedSymbol'a bağla + addReference.

Notlar

  • Scope oluşturan node'lar: Program, FunctionDecl (parametreler), Block, for/while.
  • src/json.hpp'deki eski collectSymbolsRecursive bu sistemle değiştirilir.
  • Tanımsız isim → E001; bilinmeyen tip → E007.

Doğrulama

  • saqut symbols examples/Final.sqt → zengin tablo (her sembolün tipi, tanım yeri, referansları). Forward reference çalışır (sonra tanımlı fonksiyon çağrılabilir).
  • Hatalı örnekler → E001/E002/E007 diagnostic'leri.

Faz 3 — Semantic Analiz (Tip Kontrolü + Yapısal Doğrulama)

Bağımlılık: Faz 2. Hedef: tipleri ata/kontrol et, yapısal kuralları doğrula. İlgili ADR: 010, 013.

Dosyalar

Dosya İçerik
src/sema/type_checker.hpp/.cpp İfadeleri alttan üste gez, her ExpressionNode'a resolvedType ata. Gizli dönüşüm yok (ADR-010) → uyuşmazlıkta E003. Kontrol noktaları: atama (=), binary op operand tipleri, fonksiyon çağrısı argümanları (E008), array index, return değeri (E006), variable init tip uyumu. Hata olunca node'a Type::error() → ardışık sahte hata yok.
src/sema/structural_validator.hpp/.cpp Parent pointer ile ağaç-tırmanma kontrolleri: break/continue döngü/switch içinde mi (E004), return fonksiyon içinde mi (E005), array boyutu sabit mi (E009).

Notlar

  • Bu iki modül + Faz 2'nin collector'ı birlikte "semantic analiz" fazını oluşturur.
  • Tüm hatalar toplanır, ilk hatada durulmaz; faz sonunda DiagnosticEngine hepsini raporlar, pipeline durur (ADR-013).

Doğrulama

  • Doğru .sqt → temiz geçer, her expression node'unun tipi JSON'da görünür.
  • Hatalı .sqt örnekleri → tüm semantik hatalar tek seferde listelenir.

Faz 4 — Optimizasyon Framework

Bağımlılık: Faz 3. Hedef: opsiyonel, iteratif, toggle'lı kaynak-seviyesi optimizasyon. Orijinali bozmaz — klon üstünde (ADR-007). İlgili ADR: 007, 008, 009.

Dosyalar

Dosya İçerik
src/core/config.hpp CompilerConfig: pass toggle'ları (optConstantFolding, optDeadCodeElim, …), outputFormat, mode, optimized bayrağı.
src/opt/optimization_pass.hpp Soyut OptimizationPass: virtual bool run(ASTNode* root, SymbolTable* table) = 0; (değişiklik yaptıysa true). name().
src/opt/optimization_manager.hpp Pass listesi; CompilerConfig'e göre seçim; fixpoint döngüsü (hiçbir pass değişiklik yapmayana kadar). Çalışmadan önce AST'yi klonlar (ASTNode::clone() gerekebilir).
src/opt/constant_folding.hpp/.cpp BinaryExpression operandları sabitse hesapla, sonucu sabit Literal ile değiştir (klonda). Tipe saygılı (5/2→int 2, ADR-010). Sıfıra bölme → W002, katlama yapma.
src/opt/dead_code_elim.hpp/.cpp isReachable (Faz 3) işaretine göre: return/break/continue sonrası statement'lar, if(false), sıfır-referanslı değişken (W001/W003).

CLI Entegrasyonu

Dosya Değişiklik
src/cli/args.hpp --optimized ve --opt-all/--opt-none/--skip-* bayrakları → CompilerConfig.
src/cli/commands/ast.hpp · symbols.hpp --optimized verilince klon+optimize edilmiş hali göster; verilmezse orijinal.

Doğrulama

  • saqut ast file --optimized → 1+2 katlanmış, ölü kod elenmiş.
  • saqut ast file (bayraksız) → orijinal, değişmemiş (öncesi/sonrası ayrımı).
  • Fixpoint: zincirleme optimizasyon (folding → yeni dead code → DCE) yakalanır.

Tamamlanınca

Bu yol haritası bittiğinde frontend tamamlanmış olur:

  • Parser → analizli, tipli, sembol-çözümlü AST + zengin symbol table.
  • Tam hata raporlama (toplu, kataloglu).
  • Opsiyonel, incelenebilir optimizasyon.

Sonraki adım (ayrı yol haritası): IR güçlendirme (kontrol akışı/fonksiyon/ bellek opcode'ları, ADR-005/Issue 5.1) → C transpile backend → QBE → JIT (ADR-001 sırası). Dinamik array'in runtime bellek modeli (ADR-014) backend fazında kararlaştırılır.