Cavvy 5.2.0 新特性详解

目录

• 诊断系统重构
• 嵌入式 LLVM 工具链增强
• 泛型系统巩固
• REPL 与输入解析增强
• 运行时库自动构建
• 新子命令工具
• 基础设施

诊断系统重构

1. CayError 直接实现 miette::Diagnostic

核心改动（76 个文件，+1336/-2566 行）：

5.2.0 对错误诊断系统进行了彻底的扁平化重构。此前，一个编译错误需要经过四层包装转换：CompilerError → DisplayDiagnostic → 旧 Diagnostic → 旧 DiagnosticCollector 才能到达用户界面。现在 CayError 直接实现 miette::Diagnostic，所有中间层全部删除。

之前:  cayError → CompilerError → DisplayDiagnostic → Diagnostic → miette 输出
之后:  CayError ─────────────────────────────────────────────→ miette 输出 (直接)

关键改进：

错误码示例：

每个 CayError 变体现在携带一个显式的 error_code 字段：

#![allow(unused)]
fn main() {
// 之前：必须通过字符串包含判断
assert!(err.to_string().contains("type mismatch"));

// 之后：通过 error_code 精确匹配
assert_eq!(err.error_code, "E0001");
}

测试迁移：

所有集成测试从 DiagnosticCollector 迁移到 Vec<CayError>，断言更直接、更可靠：

#![allow(unused)]
fn main() {
// 之前
let collector = compile_eol_expect_error("test.cay");
assert!(collector.has_error_containing("type mismatch"));

// 之后
let errors: Vec<CayError> = compile_eol_expect_error("test.cay");
assert!(errors.iter().any(|e| e.error_code == "E0001"));
}

2. 模块路径统一

将所有错误、诊断相关的导入从 error 和 diagnostic 模块统一迁移到 miette_diagnostic 模块，完成项目诊断系统的整合。

嵌入式 LLVM 工具链增强

1. --use-embedded-llc 选项扩展

在 5.1.0 引入的 --use-llc-lld 基础上，本版本将其重命名为 --use-embedded-llc 并扩展支持到更多子命令：

2. ir2exe 嵌入式链接全面修复

修复了嵌入式链接模式下的一系列链接问题：

• 系统库搜索路径: 为 ld.lld 添加默认系统库搜索路径
• C 运行时启动文件: 自动检测并添加 crt 启动文件，提供正确的入口点
• 动态链接器: 补充链接 dl 库并自动设置动态链接器路径
• 链接参数顺序: 调整链接参数顺序确保符号解析正确

3. LLVM C API 内存安全修复

修复了 Windows 环境下调用 LLVMDisposeMessage 导致访问冲突的崩溃问题。由于 LLVM C API 在 Windows 上对 LLVMDisposeMessage 的实现存在兼容性问题（某些版本中返回的字符串不是由 malloc 分配的），此版本将该调用注释掉并添加了详细注释说明原因。

泛型系统巩固

1. 全局泛型类型替换函数

新增 substitute_type_params 工具函数，提供全局统一的泛型类型替换能力：

#![allow(unused)]
fn main() {
// 将所有泛型参数 T, U 替换为实际类型
let substituted = substitute_type_params(&generic_type, &type_args);
}

2. 递归嵌套泛型替换

重构泛型返回类型解析逻辑，支持递归替换嵌套泛型。例如 Pair<Box<int>, String> 中的嵌套泛型现在能被正确展开。

3. 接口 vtable 泛型后缀支持

修复接口 vtable 查找时未处理泛型后缀的问题。当接口方法包含泛型参数时，vtable 槽位名称现在能正确包含泛型后缀信息，确保动态分发在泛型接口下正常工作。

4. 调用方法返回值泛型替换

为调用方法自动替换返回值中的泛型参数，确保泛型方法的调用方获得正确的具体类型。

REPL 与输入解析增强

1. 访问修饰符支持

RCPL 输入解析器新增对 pub 和 priv 修饰符的解析支持，允许在交互式环境中定义带访问控制的类和成员：

>> pub class MyClass {
..     priv int x;
..     pub int getX() { return this.x; }
.. }

2. fn 风格方法定义

扩展输入解析器支持 fn 关键字风格的方法定义，与文件中的语法保持一致：

>> pub fn hello() -> void {
..     println("Hello from REPL!");
.. }

3. 帮助信息排版优化

优化了 cay-rcpl 和 cay-run 的帮助信息排版对齐，提升命令行交互体验。

运行时库自动构建

自动编译 libcayrt-linux.a

ir2exe 现在能够在 Linux 平台上自动检测并编译 Cavvy 运行时库：

• 当目标平台为 Linux 且缺失对应运行时库时，自动执行构建脚本
• 无需手动预编译运行时库，简化跨平台使用体验
• 编译产物缓存，避免重复构建

新子命令工具

1. cay-ast（AST 可视化工具）

输出解析后的抽象语法树（AST），支持格式化显示和 JSON 格式导出：

cay-ast program.cay          # 树状格式输出
cay-ast program.cay --json   # JSON 格式输出

2. cay-pl（预处理输出工具）

展示预处理后的源代码，便于调试宏展开和条件编译：

cay-pl program.cay           # 输出预处理后源码
cay-pl program.cay --lines   # 带行号输出

3. cay-sir（语义 IR 工具）

展示语义分析后的中间表示，帮助理解类型解析和符号绑定：

cay-sir program.cay          # 输出语义 IR

4. 类型序列化支持

为核心 AST/IR 数据结构添加 Serialize 派生支持，所有三个新工具均支持 --json 选项输出结构化数据，便于与其他工具集成。

基础设施

1. 增量编译关闭

全局关闭 Rust 增量编译，修复 Windows 环境下多线程编译导致的竞态错误。增量编译在大型项目中虽然能加速重编译，但在 Windows 上会因文件锁定竞争导致偶发编译失败。

2. 版本号升级

所有 14 个组件版本号从 5.1.x 系列统一升级到 5.2.0，构建号同步更新：

3. 迭代器协议完成

标记 ROADMAP 中的迭代器协议为已完成状态，相关实现已在之前的版本中落地。

4. 调试模块跟踪修复

取消忽略并正确跟踪 debug_common 模块，确保该模块参与版本控制和 CI 构建。