Liza

Founded October 18, 2026 · Основан 18 октября 2026 года.

Документация · Быстрый старт

Liza — системный язык программирования для переносимых вычислений с определённой семантикой и контролируемой стоимостью операций.

Liza — a systems programming language for portable computation with well-defined semantics and explicit control over execution costs.

Контролируемая стоимость — пока проектная цель, а не реализованная гарантия. Она означает возможность управлять аллокациями, копированием и другими затратами, а не одинаковую производительность на всех процессорах.

Проект экспериментальный. Программа описывает значения, зависимости вычислений, права на изменение состояния и эффекты. Физическое размещение данных и машинные инструкции выбирает реализация в пределах этих контрактов.

Цель — лаконичный язык для сложных систем, включая HA-мессенджеры и ВКС, с нативной компиляцией, без универсальных указателей и обязательного GC. Это цель проекта, а не описание уже готовых возможностей.

Что работает сейчас

Первый вертикальный срез: исходник → AST → типизированный Liza IR → LLVM IR → нативный исполняемый файл через Clang. Компилятор-прототип написан на Python без сторонних зависимостей. Скомпилированной программе Python не нужен. Поддерживаются i8/i16/i32/i64, u8/u16/u32/u64, bool, контекстные литералы, неизменяемые привязки, локальные var и присваивание, явные copy/move с проверкой use-after-move, структуры-значения, обновление полей и элементов у var, фиксированные массивы и readonly views, Text, проверяемые pure/io, консоль, ограниченное чтение файлов и move-only File с чтением чанками, enum, исчерпывающий match, Option<T> и Result<T,E>, функции, if/else, while, break, continue, сравнения, короткозамкнутые &&/||, побитовые операции, проверяемые сдвиги, checked/wrapping/saturating-арифметика, деление, остаток и явные преобразования T(x), T.wrap(x), T.saturate(x). Пример выделения полей двух байтов RTP-заголовка: examples/rtp_fields.liza.

fn twice(value: u32) -> u32 : pure {
    return value * 2
}

fn main() -> u32 {
    answer = twice(20) + 2
    return answer
}

Пользовательские модули: import, pub, квалифицированные имена и приватные поля. Вся программа компилируется в общий IR. Контракт модулей.

Редактор

Для Zed есть подсветка .liza, скобки, отступы и Outline. Выполните zed: install dev extension и выберите editors/zed. Инструкция установки.

Запуск

Нужны Python 3.9+ и Clang в PATH; проверено локально на macOS ARM64 с Python 3.9.6 и Apple Clang 21. Команды выполняются из корня репозитория.

python3 -m liza run examples/connection_table.liza -O 2
python3 -m liza run examples/hello.liza
python3 -m liza run examples/rtp_file.liza -O 2
python3 -m liza check examples/answer.liza
python3 -m liza emit-ir examples/answer.liza
python3 -m liza emit-llvm examples/answer.liza
python3 -m liza build examples/answer.liza
./build/answer
echo $?  # 42
python3 -m liza run examples/wrapping.liza
python3 -m unittest discover -s tests -v

run возвращает код завершения программы; answer.liza возвращает 42, а не печатает текст. На POSIX оболочка видит младшие 8 бит результата main. build принимает -o PATH, -O 0 или -O 2, --clang PATH. emit-ir и emit-llvm принимают -o PATH; без него пишут в stdout. check и emit-* не требуют Clang. Нативные тесты пропускаются без Clang.

Границы прототипа

Реализованы чтение и запись файлов, региональные буферы, Vec<T> с явным reserve, блокирующий TCP и ограниченный неблокирующий reactor на IPv4 loopback. Вызов file.read ограничен 2 КиБ; file.read_chunk позволяет читать файлы произвольного размера чанками.

Пока нет пользовательских ресурсных типов, задач и многопоточности. Коллекции не растут автоматически: push не выделяет память, рост запрашивается через vec.reserve. Старое размещение остаётся занятым до закрытия региона. TCP echo обслуживает одного клиента за раз; новый liza-reactor — до восьми в одном потоке. Есть тайм-аут poll, но пока нет idle deadlines и управляемого завершения по сигналу.

Нет обещания оптимального исполнения на любой архитектуре. Поддерживается нативная сборка для хоста на Linux, macOS и Windows. Параметр --target задаёт целевое окружение LLVM, но полноценная кросс-сборка с подбором runtime, SDK и системных библиотек не гарантируется. Freestanding-сборка ещё не реализована: Clang связывает программу с системным startup-кодом.

Liza Verified V0–V4 проверяют выбранные программы и преобразования IR. Верификация произвольных пользовательских программ, сетевого runtime и конечного машинного кода пока не предоставляется.

• Модель вычислений и памяти
• Точная семантика работающего подмножества
• Этапы и критерии готовности

Generics · 0.0.18

Generic-функции и структуры поддерживают параметры типов и вместимости N: u32, вывод аргументов и мономорфизацию. Владение, эффекты и приватность проверяются после подстановки. Пример: python3 -m liza run examples/generic_table.liza. Контракт.

Регионы · 0.0.19

memory.Region и move-only memory.Buffer<T> отделяют владение значением от владения хранилищем. Создание и выделение требуют эффекта alloc; зависимости сохраняются через Result, функции и CFG. Пример: python3 -m liza run examples/region_buffer.liza. Контракт.

Линейные результаты и bounded Vec · 0.0.20

(next, item) = vec.pop(move current) целиком потребляет составной результат и переносит обязанности владения каждому компоненту. vec.Vec<T> хранит инициализированный префикс в регионе; push/pop/get/set не выделяют память. Вместимость фиксирована, readonly views защищают владельца.

python3 -m liza run examples/bounded_vec.liza

Контракт и ограничения.

Явный рост Vec · 0.0.21

vec.reserve(move current, region, capacity) увеличивает вместимость в исходном регионе и возвращает владельца со статусом операции. Отказ сохраняет состояние; рост копирует только инициализированный префикс. Старое размещение остаётся занятым до закрытия региона. push сам не растёт.

python3 -m liza run examples/vec_reserve.liza

Контракт и стоимость.

UTF-8 · 0.0.22

Проверка и декодирование View<u8>, подсчёт кодовых точек и проверка текстовых диапазонов — чистые функции на Liza без аллокаций и копирования входа. Некорректный UTF-8 возвращает Result с байтовым смещением ошибки.

python3 -m liza run examples/utf8_file.liza

Контракт и разбор примера.

Потоковый UTF-8 · 0.0.23

Проверка файлов до EOF через file.read_chunk, независимо от разбиения кодировок между чанками. Малое копируемое состояние, абсолютные u64 смещения ошибок, без аллокаций и копирования входных чанков.

python3 -m liza run examples/utf8_stream_file.liza

Контракт и пример.

Владеющий UTF-8 · T1

Ресурсные структуры позволяют собрать String обычным модулем Liza поверх memory.Buffer<u8>. Append проверяет UTF-8 и вместимость до записи; ошибка сохраняет прежнюю строку. Память выделяется явно, автоматического роста нет. T2-A добавляет readonly-параметры и непотребляющие length/capacity/byte_at. Subviews и StringBuilder остаются следующими этапами.

python3 -m liza run examples/owned_string.liza

Контракт и ограничения API.

liza-json · Text & Compiler Foundations

Потоковая проверка JSON на самой Liza: UTF-8, escapes и surrogate pairs, лексические числа, точные байтовые смещения ошибок. Стек ограничен 64 уровнями, память не зависит от размера файла; format и дерево объектов пока не реализованы.

python3 -m liza build examples/apps/liza_json.liza -o build/liza-json
./build/liza-json check config.json

Контракт и ограничения.

liza-text · 0.0.24

Первое CLI-приложение: check, count, info для произвольного пути к файлу. Платформенные Arg/Path, потоковая проверка UTF-8, stdout/stderr и коды ошибок.

python3 -m liza build examples/apps/liza_text.liza -o build/liza-text
./build/liza-text info examples/data/utf8.txt

На Windows запускайте build/liza-text.exe. Команды и контракт.

liza-copy · 0.0.25

Бинарное копирование чанками: создание без перезаписи, частичные результаты записи, явные flush и close. При отказе destination сохраняется для проверки.

python3 -m liza build examples/apps/liza_copy.liza -o build/liza-copy
./build/liza-copy source.bin destination.bin

На Windows запускайте build/liza-copy.exe. Контракт записи и исходник.

Liza Verified (experimental)

An optional Z3 experiment checks ten fixed u8/i8 functions against independent contracts at Semantic IR and LLVM IR (generated, O0, O2) levels. It preserves mandatory traps and requires counterexamples for deliberately broken lowerings. This is not whole-compiler or binary verification; Z3 and the small IR models remain trusted. See scope and reproduction.

Verified V1 separately checks fixed four-byte arrays, full-width u32 indices, snapshot independence and short-circuit control flow. Its bounded LLVM memory model tracks object origins and initialized bytes. V0 sources remain frozen; both suites run independently in CI.

Verified V2 adds inductive proofs for symbolic-length readonly search and sequential i32 sum, including termination and the first overflowing prefix. Supported LLVM loop forms are checked independently.

Verified V3 calibrates Alive2 on mandatory traps before using LLVM refinement to validate generated/optimized IR pairs. Missed negative controls produce unsuitable; unsupported or incomplete checks remain unknown. It does not extend the V2 inductive or machine-code guarantees.

TCP echo · первый сетевой срез 0.0.26

python -m liza build examples/apps/liza_echo.liza -O 2 -o build/liza-echo
./build/liza-echo --once

Сервер печатает выбранный loopback-порт, обслуживает одного клиента и закрывает ресурсы после EOF. Без флага работает последовательно на 127.0.0.1:9000. Бинарные данные проходят через существующий memory.Buffer<u8> на 2048 байтов; короткие записи обрабатывает приложение. Контракт TCP.

Сетевой runtime и машинный код не входят в гарантии Liza Verified V0–V4.

TCP message server · срез 0.0.27

python -m liza build examples/apps/liza_message.liza -O 2 -o build/liza-message
./build/liza-message --once

Протокол: 4 байта unsigned big-endian длины, затем N бинарных байтов. Сервер возвращает только полные кадры с телом не больше 65536 байтов. Чистая библиотека на Liza обрабатывает фрагментацию и склейку кадров. Протокол, исходник и проверки.

TCP reactor · срез 0.0.28

python -m liza build examples/apps/liza_reactor.liza -O 2 -o build/liza-reactor
./build/liza-reactor --ephemeral

До восьми клиентов, один поток, тот же бинарный фрейминг. net.Reactor владеет сокетами; приложение хранит состояния клиентов и один ожидающий ответ на соединение. Буферы выделяются один раз и переиспользуются. Медленный клиент не блокирует остальных. Контракт, память и ограничения.

Message Router · срез 0.0.29

python -m liza build examples/apps/liza_router.liza -O 2 -o build/liza-router
./build/liza-router --ephemeral

Клиенты получают протокольные RouterId и отправляют сообщения адресату. Очереди ограничены; Accepted подтверждает полную копию в очередь, Busy и Unavailable не меняют очередь адресата. Старый ID не адресует нового клиента после переиспользования слота. Логика реализована на Liza поверх существующего reactor. Wire-протокол и границы.

Bounded L4 TCP Proxy · срез 0.0.30

python -m liza build examples/apps/liza_proxy.liza -O 2 -o build/liza-proxy
./build/liza-proxy --ephemeral

До восьми пар, фиксированный upstream 127.0.0.1:9003, два независимых направления с half-close и 32 КиБ пользовательских буферов. Неблокирующий connect явно проверяется перед передачей. Контракт и отдельная модель relay.

Verified Relay R1 проверяет восемь чистых функций relay.direction на полном пространстве входов через фактический Semantic IR: 16 обязательств и восемь воспроизводимых мутаций. Гарантия относится к координатам очереди, не к сохранности байтов, runtime или машинному коду.