KSL

KSL 是一门静态类型、不可变数据的函数式教学语言。编译器以 Rust 实现，通过 Cranelift 生成机器码，运行时以 C 实现并链接为静态库。

快速开始

# 编译编译器与运行时
cargo build

# 编译并运行示例
cargo run -- examples/phase2/show.ksl -o tmp/show
tmp/show

# 运行全部测试
cargo test --workspace

语言概览

# 函数定义
define add
sig i64 -> i64 -> i64
with a b
begin
  a + b
end

# 记录与 ADT
record Point (x as i64, y as i64) end
type Shape := Circle i64 | Rect (i64, i64) | Dot end

# 模式匹配
match shape with
| Circle r    => r
| Rect (w, h) => w * h
| Dot         => 0
end

# Typeclass
class Show 'a where
  show sig 'a -> string end
end

instance Show i64 where
  show x := i64-to-string x
end

# 带约束的泛型函数
define my-print
sig 'a -> unit where Show 'a
with x
begin
  print-string (show x)
end

# 程序入口
define main
sig unit -> i64
with unit
begin
  my-print 42;
  0
end

核心特性：

• Hindley-Milner 类型推断，支持 let-多态
• 闭包与高阶函数
• 记录与代数数据类型，支持模式匹配
• Typeclass，通过单态化实现零开销分派
• 不可变数据，尾调用由 Cranelift 优化

项目结构

crates/
  ksl_ast/      AST 节点与 Token 定义
  ksl_lexer/    UTF-8 词法分析器
  ksl_parser/   递归下降语法分析器
  ksl_ty/       Hindley-Milner 类型推断
  ksl_hir/      AST -> HIR 降级，闭包转换，单态化
  ksl_codegen/  Cranelift 目标文件生成
  ksl_rt/       C 运行时，GC、字符串、列表、标准库
  ksl/          CLI 编译器，编译流水线入口
examples/
  phase1/       基础示例
  phase2/       闭包、ADT、多态、typeclass 等示例
docs/
  superpowers/specs/   语言规范
  superpowers/plans/   实现计划

编译流水线

源码 -> 词法分析 -> 语法分析 -> 类型检查 -> HIR 降级 -> 代码生成 -> 链接

各阶段对应 crates/ksl/src/main.rs 中的顺序调用。类型检查导出 TypeInfo，HIR 降级消费它完成类型回填、闭包转换与单态化。

测试

# 全量测试
cargo test --workspace

# 单个 crate 测试
cargo test -p ksl_ty

# 集成测试：编译并运行 examples/ 下所有 .ksl 文件
cargo test -p ksl filetests

集成测试扫描 examples/phase1/ 和 examples/phase2/ 中的 .ksl 文件，用编译器编译后运行，比对相邻 .exit 文件中的预期退出码。

规范与文档

• 语言规范：docs/superpowers/specs/ksl-v2.5-spec.md
• 实现计划：docs/superpowers/plans/ksl-v2.5-implementation-plan.md