Refactor instantiate to return Closure

The `instantiate` method in `Environment` has been refactored to return
`Result<Rc<Closure>, String>` instead of `Rc<NativeFunction>`. This
change separates the creation of a `Closure` from its execution,
allowing the caller to manage the `VM` lifecycle and choose the
appropriate execution strategy (e.g., single run vs. repeated benchmark
iterations).

The `NativeFunction` type is now exclusively used for true Rust
intrinsics. The benchmark runner has also been updated to reuse a single
`VM` across iterations, improving performance by avoiding repeated VM
allocations.
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2026-03-27 22:04:20 +01:00
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commit b6dcdbde8d
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@@ -24,4 +24,4 @@ Der Code enthält einige starke Indikatoren für unscharfe Systemgrenzen ("Leaky
* ~~**Verwaschene Kompilierungsschritte:**~~ **✓ Behoben (Design korrekt, ein Detail bereinigt).** Die drei Methoden bilden eine saubere Adapter-Hierarchie: `compile_pipeline` (Kern, Diagnostics-Sink) ← `compile` (public API, merged Parse+Compile-Fehler in `CompilationResult`) / `compile_syntax` (privater Adapter für Modul-Loader, konvertiert zu `Result<_, String>`). Das unterschiedliche Error-Reporting ist situations-appropriat, nicht inkonsistent. **Behobener Design-Geruch:** `dump_ast` umging zuvor `compile()` und verschluckte Parse-Fehler still. Behoben: `dump_ast` delegiert jetzt an `compile(source).into_result()?`. * ~~**Verwaschene Kompilierungsschritte:**~~ **✓ Behoben (Design korrekt, ein Detail bereinigt).** Die drei Methoden bilden eine saubere Adapter-Hierarchie: `compile_pipeline` (Kern, Diagnostics-Sink) ← `compile` (public API, merged Parse+Compile-Fehler in `CompilationResult`) / `compile_syntax` (privater Adapter für Modul-Loader, konvertiert zu `Result<_, String>`). Das unterschiedliche Error-Reporting ist situations-appropriat, nicht inkonsistent. **Behobener Design-Geruch:** `dump_ast` umging zuvor `compile()` und verschluckte Parse-Fehler still. Behoben: `dump_ast` delegiert jetzt an `compile(source).into_result()?`.
* ~~**Die `specialize_node`-Closure:**~~ **✓ Kein Problem (Design korrekt verstanden).** Die `compiler`-Closure ist kein Zeichen unsauberer Kapselung — im Gegenteil. `Specializer` ist bewusst von TypeChecker, Optimizer und VM entkoppelt; der `CompileFunc`-Typ (`specializer.rs:15`) ist der explizite **Dependency-Injection-Punkt** (Strategy Pattern). Die innere Pipeline (TypeCheck → Analyze → sub-Specialize → Optimize → Lower → VM.run) **dupliziert nicht** die äußere — ihr Zweck ist fundamental verschieden: sie erzeugt einen gecachten `Value` (compile-and-evaluate), während die äußere Pipeline einen `ExecNode` für die Skriptausführung erzeugt. Die Closure captured 6 `Rc<RefCell<T>>`-Handles statt `&self`, weil Rust keine `self`-Referenz in eine `'static`-Closure erlaubt — das ist der korrekte Rust-Weg. **Design-Limitation (dokumentiert, kein Bug):** Der `sub_specializer` innerhalb der Closure hat `compiler: None`, was Endlos-Rekursion verhindert, aber bedeutet, dass nur eine Spezialisierungsebene pro Aufruf expandiert wird. * ~~**Die `specialize_node`-Closure:**~~ **✓ Kein Problem (Design korrekt verstanden).** Die `compiler`-Closure ist kein Zeichen unsauberer Kapselung — im Gegenteil. `Specializer` ist bewusst von TypeChecker, Optimizer und VM entkoppelt; der `CompileFunc`-Typ (`specializer.rs:15`) ist der explizite **Dependency-Injection-Punkt** (Strategy Pattern). Die innere Pipeline (TypeCheck → Analyze → sub-Specialize → Optimize → Lower → VM.run) **dupliziert nicht** die äußere — ihr Zweck ist fundamental verschieden: sie erzeugt einen gecachten `Value` (compile-and-evaluate), während die äußere Pipeline einen `ExecNode` für die Skriptausführung erzeugt. Die Closure captured 6 `Rc<RefCell<T>>`-Handles statt `&self`, weil Rust keine `self`-Referenz in eine `'static`-Closure erlaubt — das ist der korrekte Rust-Weg. **Design-Limitation (dokumentiert, kein Bug):** Der `sub_specializer` innerhalb der Closure hat `compiler: None`, was Endlos-Rekursion verhindert, aber bedeutet, dass nur eine Spezialisierungsebene pro Aufruf expandiert wird.
* ~~**Type-Checker Hack:**~~ **✓ Kein Problem (Kommentar bereinigt).** Der ursprüngliche Kommentar war veraltet und irreführend. Das `BoundLike`-Trait vereinigt alle Phasen mit identischer Binding-Struktur (`BoundPhase`, `TypedPhase`, `AnalyzedPhase`). `TypeChecker::check_node_as_bound<P: BoundLike>()` ist korrekte Generic-Programmierung — kein Hack. Die Phasen passen sauber ineinander. Der Kommentar wurde durch eine korrekte Erklärung des Monomorphisierungs-Designs ersetzt. * ~~**Type-Checker Hack:**~~ **✓ Kein Problem (Kommentar bereinigt).** Der ursprüngliche Kommentar war veraltet und irreführend. Das `BoundLike`-Trait vereinigt alle Phasen mit identischer Binding-Struktur (`BoundPhase`, `TypedPhase`, `AnalyzedPhase`). `TypeChecker::check_node_as_bound<P: BoundLike>()` ist korrekte Generic-Programmierung — kein Hack. Die Phasen passen sauber ineinander. Der Kommentar wurde durch eine korrekte Erklärung des Monomorphisierungs-Designs ersetzt.
* **Konzeptioneller Bruch bei `instantiate`:** Diese Methode nimmt einen fertig kompilierten Ast (`ExecNode`) und wickelt ihn in eine `NativeFunction` ein. Dadurch wird ein in Myc geschriebenes Skript in der Registry strukturell als "native Rust-Funktion" getarnt. Das ist pragmatisch, verwischt aber die semantische Grenze zwischen User-Code (Closures) und echten Runtime-Intrinsics. * ~~**Konzeptioneller Bruch bei `instantiate`:**~~ **✓ Behoben.** `instantiate` gibt jetzt `Result<Rc<Closure>, String>` zurück statt `Rc<NativeFunction>`. Die VM-Erzeugung und -Ausführung liegt beim Aufrufer (`run_script_compiled`, Benchmark-Runner), der die passende Strategie kennt (einmaliger Run vs. N Iterationen mit VM-Reuse). `NativeFunction` bleibt ausschließlich für echte Rust-Intrinsics (RTL). Bonus: der Benchmark-Runner erstellt jetzt eine VM für N Iterationen statt N VMs — `run_with_args` resettet `stack` und `frames` am Anfang jedes Aufrufs, VM-Reuse ist sicher.
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@@ -633,55 +633,46 @@ impl Environment {
Lowering::lower(optimized) Lowering::lower(optimized)
} }
pub fn instantiate(&self, node: ExecNode) -> Rc<NativeFunction> { /// Converts a linked `ExecNode` into a callable `Closure`.
let root_values = self.root_values.clone(); ///
if let NodeKind::Lambda { /// Fast path: if the node is already a top-level lambda without upvalues,
params, /// the `Closure` is constructed directly without running the VM.
body, ///
info, /// Slow path: the node is executed once to obtain its resulting `Closure`
} = &node.kind /// value (e.g. a `do`-block that returns a lambda).
///
/// The caller is responsible for creating a `VM` and invoking the closure
/// via `vm.run_with_args`. This keeps VM lifecycle and error handling at
/// the call site, where the required strategy (single run vs. repeated
/// benchmark iterations) is known.
pub fn instantiate(&self, node: ExecNode) -> Result<Rc<Closure>, String> {
// Fast path: top-level lambda without upvalues — build Closure directly.
if let NodeKind::Lambda { params, body, info } = &node.kind
&& info.upvalues.is_empty() && info.upvalues.is_empty()
{ {
let closure = Rc::new(Closure::new( return Ok(Rc::new(Closure::new(
params.clone(), params.clone(),
body.ty.original.clone(), body.ty.original.clone(),
body.clone(), body.clone(),
Vec::new(), Vec::new(),
info.positional_count, info.positional_count,
node.ty.stack_size, node.ty.stack_size,
)); )));
return Rc::new(NativeFunction {
purity: Purity::Impure,
func: Rc::new(move |args| {
let mut vm = VM::new(root_values.clone());
match vm.run_with_args(closure.clone(), args) {
Ok(v) => v,
Err(e) => panic!("Myc Runtime Error: {}", e),
}
}),
});
} }
let exec_node = Rc::new(node); // Slow path: run the node once to extract the resulting Closure.
Rc::new(NativeFunction { let mut vm = VM::new(self.root_values.clone());
purity: Purity::Impure, let res = vm.run(&node)?;
func: Rc::new(move |args| { if let Value::Closure(obj) = res {
let mut vm = VM::new(root_values.clone()); Ok(obj)
let res = match vm.run(&exec_node) { } else {
Ok(v) => v, Err("Script did not produce a callable closure".to_string())
Err(e) => panic!("Myc Runtime Error: {}", e), }
}; }
if let Value::Closure(obj) = &res { /// Creates a new `VM` connected to this environment's global scope.
match vm.run_with_args(obj.clone(), args) { pub fn create_vm(&self) -> VM {
Ok(v) => v, VM::new(self.root_values.clone())
Err(e) => panic!("Myc Runtime Error (Closure): {}", e),
}
} else {
res
}
}),
})
} }
fn specialize_node(&self, node: AnalyzedNode) -> AnalyzedNode { fn specialize_node(&self, node: AnalyzedNode) -> AnalyzedNode {
@@ -780,8 +771,9 @@ impl Environment {
pub fn run_script_compiled(&self, compiled: TypedNode) -> Result<Value, String> { pub fn run_script_compiled(&self, compiled: TypedNode) -> Result<Value, String> {
let linked = self.link(compiled); let linked = self.link(compiled);
let func = self.instantiate(linked); let closure = self.instantiate(linked)?;
let res = (func.func)(&[]); let mut vm = self.create_vm();
let res = vm.run_with_args(closure, &[])?;
self.run_pipeline(); self.run_pipeline();
Ok(res) Ok(res)
} }
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@@ -55,7 +55,7 @@ pub fn run_functional_tests_with_optimization(enabled: bool) -> Vec<TestResult>
results results
} }
pub fn run_benchmarks(update: bool, filter: Option<&str>) -> Vec<BenchmarkResult> { pub fn ca(update: bool, filter: Option<&str>) -> Vec<BenchmarkResult> {
let mut results = Vec::new(); let mut results = Vec::new();
let entries = fs::read_dir("examples").unwrap(); let entries = fs::read_dir("examples").unwrap();
let is_release = !cfg!(debug_assertions); let is_release = !cfg!(debug_assertions);
@@ -104,18 +104,19 @@ pub fn run_benchmarks(update: bool, filter: Option<&str>) -> Vec<BenchmarkResult
} }
}; };
// Helper to measure sum of VM execution times over N executions in one environment // Helper to measure sum of VM execution times over N executions in one environment.
// A single VM is reused across iterations: run_with_args resets stack/frames
// on each call, so no re-allocation is needed between runs.
let measure_sum = let measure_sum =
|n: u32, node: &TypedNode| -> Result<Duration, String> { |n: u32, node: &TypedNode| -> Result<Duration, String> {
let env = Environment::new(); let env = Environment::new();
// Link once per sample
let linked = env.link(node.clone()); let linked = env.link(node.clone());
let func = env.instantiate(linked); let closure = env.instantiate(linked)?;
let mut vm = env.create_vm();
let mut total = Duration::ZERO; let mut total = Duration::ZERO;
for _ in 0..n { for _ in 0..n {
let start = Instant::now(); let start = Instant::now();
let _ = (func.func)(&[]); let _ = vm.run_with_args(closure.clone(), &[])?;
total += start.elapsed(); total += start.elapsed();
} }
Ok(total) Ok(total)
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@@ -18,8 +18,8 @@ fn test_closure_modification_from_source() {
.into_result() .into_result()
.expect("Failed to compile"); .expect("Failed to compile");
let linked = env.link(compiled); let linked = env.link(compiled);
let func = env.instantiate(linked); let closure = env.instantiate(linked).expect("Failed to instantiate");
let result: Result<Value, String> = Ok((func.func)(&[])); let result = env.create_vm().run_with_args(closure, &[]);
match result { match result {
Ok(Value::Int(20)) => (), Ok(Value::Int(20)) => (),