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CHIBA / DOCS / LEVEL-1 SPEC

Project Passes and P0 Gates

这里集中展示 CHIBA level-1 specification，覆盖 core language、control flow、memory、patterns、IR lowering 与 package system 等实现边界。

The docs surface keeps CHIBA level-1 specification pages browsable inside the site, with direct paths into language, control flow, memory, pattern, and lowering rules.

Project Passes and P0 Gates

目标

本文固定 level-1 P0 的前端到中端 pass 边界。

这些 pass 是语义 gate，不是仅用于 dump 的调试步骤。每个 pass 都必须声明消费事实、产出事实、可并行边界与诊断边界。

Pass 00: Project Surface Scan

扫描 source file header、namespace、use、item header、attrs、public/private surface，不进入函数体语义。

产出：

  • ProjectSurface
  • source file header facts
  • namespace graph
  • entry candidate facts
  • 后续 namespace/body 任务队列

验收：

  • N 个 source file 产出稳定排序的 ProjectSurface。
  • 重复 namespace、非法 source-file header、显式 entry 冲突能诊断。
  • 输出不依赖文件系统遍历顺序。

文件级 parse 可并行；最终 namespace graph 合并必须 deterministic reduce。

Pass 01: Interface Summary Build

为每个 namespace 生成接口摘要：

  • exported function signature
  • type/data/union layout header
  • method header
  • static/global header
  • generic parameter header
  • row bound header
  • visibility / re-export edge

跨 namespace body 编译只读 summary，不读对方函数体。

验收：

  • 任意 namespace 可独立加载依赖 namespace 的 .chiba.meta 或 in-memory summary。
  • 修改非导出函数体不改变 summary hash。
  • 修改导出签名会改变 summary hash。

namespace 级并行；signature 层依赖环只能形成 SCC，SCC 内做确定性合并。

Pass 02: TopDef / Kind Check

检查顶层定义 kind：

  • function
  • extern
  • static/global value
  • type/data/union
  • method-style def Type.method
  • generic header
  • row bound header
  • visibility
  • #[entry]

extern day-0 surface 是：

def f(args): ret = extern "abi" "symbol"

wasm backend 至少支持 "wasi" 与 canonical C/env ABI；"C" 与 "c" 内部归一化。其它 ABI 在这里稳定报错。

验收：

  • 重复 top-level symbol 报错。
  • 重复 constructor 报错。
  • 非法 generic bound 报错。
  • 多个 row bound 报错。
  • method receiver 非 nominal 报错。
  • private 跨 namespace 泄漏报错。
  • #[entry] 标到非函数上报错。

Pass 03: Name Resolve

把 body 内所有 value/type/path 引用解析为稳定 symbol id。

处理：

  • use
  • inline namespace
  • constructor
  • field
  • method candidate index
  • intrinsic namespace

generic body 中 shape-dependent method/operator 不在这里最终决议，只生成可延迟候选引用。

验收：

  • 未定义名称报错。
  • import 二义性报错。
  • private 不可见报错。
  • namespace path 错误报错。
  • constructor arity 错误报错。
  • 同一输入多次编译 symbol id 稳定。

Pass 04: Alpha Conversion

给函数体、pattern binding、lambda、continuation binder、generic local binder 分配唯一 binder id。

后续 pass 不再按裸名字判断绑定关系。

验收：

  • 同名 shadowing 产生不同 binder id。
  • capture 不因改名改变语义。
  • alpha dump 稳定可 golden test。

Pass 05: Pattern Elaboration

把 let / if let / match / function parameter pattern 规范化为 PatternCore。

标记：

  • refutable / irrefutable
  • binding set
  • constructor/literal/record/tuple destruct
  • pattern matrix input

let 只接受 irrefutable DFT 子集；if let / match 接受 refutable pattern。非穷尽 match 在当前 level-1 按 warning 收口。

Pass 06: HM + Row Inference

做基础 HM 推断、unify、let-generalization、row/open-row 约束生成、field access、record update、tuple、ADT、function type 检查。

tuple positional fields 固定为 _1, _2, …

TypeRef / RowShape / DynRowContract 必须预留：

  • UsageColor
  • SendColor
  • ShapeId

Pass 07: Answer / Continuation Kind Check

检查：

  • reset / resetn answer type
  • shift
  • implicit reset
  • continuation kind
  • resume count contract
  • multi-resume replay-safety

reset 捕获 Cont1；resetn 捕获 ContN。跨 world/thread capture 或 resume 永远非法。

Pass 08: World / Send / Escape / Capability Check

检查：

  • return
  • break / continue
  • loop tag
  • tail position
  • escape / promotion
  • send / !send
  • world/thread boundary
  • world-local
  • UnsafeRef
  • Atomic capability

产出 SendColor、EscapeColor、arena/reset boundary、world/thread legality 与 dyn package escape facts。

Pass 09: Usage Analysis 0

在 typed/alpha core 上统计 binder、lambda、closure、continuation 的 0 | 1 | many 使用情况。

产出初步 UsageColor：

  • single-use 倾向 1
  • multi-resume/shared storage/dynamic package aliasing 倾向 N

Pass 10: Generic Definition Check

在抽象 generic 参数下检查 generic body，生成 GenericBodyIR 与 ObligationIR。

obligation 包括：

  • field
  • method
  • operator
  • shape dispatch
  • answer type
  • generic continuation
  • static row 与 dynamic package instantiation path

generic body 必须在定义期通过基本 well-formedness 检查，不能等实例化才发现 body 本身不可类型化。

Pass 11: Method / Operator / Dispatch Index

建立 nominal method index、operator index、shape-dispatch candidate index。

默认 lookup 分层：

  1. field-callable
  2. receiver method
  3. qualified callee

不做运行时全局 witness search。

Pass 12: One-Pass CPS Transformation + Beta Reduction

用 meta-continuation 做 one-pass CBV CPS lowering，并在变换过程中 beta-reduce administrative redex。

禁止先生成朴素 CPS，再靠后续 pass 清行政 redex。

reset / shift / resetn 是真实控制边界，必须 materialize 清晰 CPS 节点并携带 answer type、continuation kind 与 usage facts。

Pass 13: Usage Analysis 1

在 CPS Core 上重新统计 continuation、lambda、closure、function value 的 0 | 1 | many 使用情况。

这一步给 continuation simplification 与 closure conversion 提供最终事实。

Pass 14: Continuation Simplification

删除 unused continuation，inline single-use continuation，把 many-use continuation 标记为 multi-resume package lowering 输入。

single-use Cont1 不分配 runtime object；真正 many-use ContN 才付实体化成本。

Dump 要求

source、resolved、alpha、typed、usage-colored typed、CPS、closure-converted、specialized、CoreIR、layout、final symbol map 都要可 dump。

每层 dump 至少显示：

  • source span
  • owner namespace
  • symbol id
  • type
  • usage/send/escape/replay colors
  • continuation kind
  • callable storage kind
  • dyn/static access kind
  • mangled/debug name