Michael Schimmel
83324a1892
Add a new Markdown document detailing the AST node structure as it evolves through the compiler's different stages. This includes a diagram illustrating the data flow and relationships between the generic `Node<K, T>` structure and its specialized forms (`UntypedNode`, `BoundNode`, `TypedNode`, `AnalyzedNode`). The document explains the `kind` and `ty` payloads for each stage and their significance. Also removes a deleted file related to a previous optimization plan and adds new files for future optimization plans.
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# AST Node-Struktur über Compiler-Stages
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Dieses Dokument beschreibt die Architektur der AST-Knoten (Abstract Syntax Tree) über die verschiedenen Phasen des Compilers hinweg. Die Rust-Implementierung nutzt eine generische `Node<K, T>` Struktur, die in jeder Phase strikt typisiert wird, um Fehlerklassen der ursprünglichen Delphi-Architektur zu vermeiden.
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## Architektur & Datenfluss
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Der Compiler verarbeitet den AST in mehreren Stufen. Statt die Knoten in-place zu mutieren, erzeugt jede Phase einen neuen, typsicheren und spezialisierten Baum.
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```mermaid
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classDiagram
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direction TB
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class Node~K,T~ {
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+Identity identity
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+K kind
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+T ty
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}
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class UntypedKind {
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<<enumeration>>
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Identifier(Symbol)
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Parameter(Symbol)
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Def(Target, Value)
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Assign(Target, Value)
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MacroDecl(...)
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Template(...)
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Splice(...)
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...
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}
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class BoundKind~T~ {
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<<enumeration>>
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Get(Address, Symbol)
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Set(Address, Value)
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Define(Symbol, Address, Kind, Value, Captures)
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GetField(Record, Keyword)
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Destructure(Pattern, Value)
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Lambda(Params, Upvalues, Body)
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...
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}
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class StaticType {
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<<struct>>
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// Type Information
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}
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class NodeMetrics {
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<<struct>>
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+Rc~TypedNode~ original
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+Purity purity
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+bool is_recursive
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}
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%% Typedefs und Spezialisierungen
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class UntypedNode {
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<<type alias>>
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Node~UntypedKind, ()~
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}
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class BoundNode {
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<<type alias>>
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Node~BoundKind~()~, ()~
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}
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class TypedNode {
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<<type alias>>
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Node~BoundKind~StaticType~, StaticType~
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}
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class AnalyzedNode {
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<<type alias>>
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Node~BoundKind~NodeMetrics~, NodeMetrics~
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}
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Node <|-- UntypedNode : binds
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UntypedNode *-- UntypedKind : uses
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Node <|-- BoundNode : binds
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BoundNode *-- BoundKind : uses
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Node <|-- TypedNode : binds
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TypedNode *-- StaticType : uses T
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TypedNode *-- BoundKind : uses K
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Node <|-- AnalyzedNode : binds
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AnalyzedNode *-- NodeMetrics : uses T
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AnalyzedNode *-- BoundKind : uses K
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%% Phasen-Übergänge
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UntypedNode ..> BoundNode : Parser & Binder
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(Namensauflösung)
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BoundNode ..> TypedNode : TypeChecker
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(Typ-Inferenz)
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TypedNode ..> AnalyzedNode : Analyzer
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(Purity, Rekursion)
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```
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## Compiler Stages im Detail
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1. **Parser (Untyped AST)**
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* **Typ:** `Node<UntypedKind, ()>` (Alias: Keiner, direkt genutzt)
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* **Beschreibung:** Der vom Parser erstellte Roh-Baum. Bezeichner (`Identifier`, `Def`, `Assign`) sind lediglich Namen (Symbols). Beinhaltet Strukturen für das Macro-System (`MacroDecl`, `Template`, `Splice`).
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* **Payload (`T`):** `()` (Keine Metadaten)
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2. **Binder (Bound AST)**
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* **Typ:** `BoundNode<()>` bzw. `Node<BoundKind<()>, ()>`
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* **Beschreibung:** Namensauflösung und Scope-Analyse wurden durchgeführt. Namen wurden in physische Adressen (`Address`: `LocalSlot`, `UpvalueIdx`, `GlobalIdx`) überführt. Neue Knoten wie `Get`, `Set`, `Define` lösen die untypisierten Varianten ab. Closures kennen nun ihre `Upvalues` (gefangene Variablen). Macros wurden vollständig expandiert.
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* **Payload (`T`):** `()`
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3. **Type Checker (Typed AST)**
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* **Typ:** `TypedNode` bzw. `Node<BoundKind<StaticType>, StaticType>`
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* **Beschreibung:** Statische Typprüfung. Die Kern-Struktur (`BoundKind`) bleibt erhalten, aber jeder Knoten trägt nun seinen verifizierten statischen Typ (`StaticType`) in der Eigenschaft `ty`.
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* **Payload (`T`):** `StaticType`
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4. **Analyzer / Optimizer (Analyzed AST)**
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* **Typ:** `AnalyzedNode` bzw. `Node<BoundKind<NodeMetrics>, NodeMetrics>`
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* **Beschreibung:** Vorbereitung für die Optimierung. Sammelt wichtige Metadaten pro Knoten für den Optimizer.
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* **Payload (`T`):** `NodeMetrics` (enthält Metadaten wie `Purity` (Ist der Knoten seiteneffektfrei?), `is_recursive` sowie eine Referenz auf den originalen `TypedNode`)
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