Objective-C

语法是 C 的超集，UI 接口用法与 C 完全相同。

在手机上怎么跑

vml run examples/objc/test/sysinfo.m

编译要等一会儿（C 那种要一两分钟，脚本类语言几秒）。程序跑起来后屏幕底部就是手柄，方向键 + 四个动作键都在；点右上角返回可以回到命令行。

写法要点

• 直接调用 ui_* 函数
• 可以写 C 风格的代码，也可以用 @interface

示例

同目录还有：demo/demo_std.m、test/libs.m、tty/demo_tty.m、ui/demo_ui.m

实测踩过的坑

• ⚠ 这个前端解析不了 vml_ui.h（会报 expected )）—— 别引头文件，直接调用即可（examples/objc/app/snake.m 就是这么写的）。

下面的内容是从 VML 源码里直接带的（third_party/vml/VMLPrepares/ObjCCompiler/）： README 讲这个前端支持什么、怎么编；语言规范 讲语法本身。上游一改，这里重新生成就是最新的。

语言规范

Objective-C 语言编译器规范说明

版本：v1.1 | 日期：2026-07-06 | 修订者：深圳市探索智能科技有限公司

一、概述

本编译器实现 Objective-C 2.0 的子集，兼容 C 语法，并扩展面向对象特性。核心设计思路是将 C 函数和 ObjC 消息发送统一编译到 VML IR，由运行时库提供 NSObject 等基础类的消息分发骨架。

架构分层：

Objective-C 源码 (.m, .mm)
    → Lexer (词法分析) → Token 流
    → Parser (语法分析) → AST
    → CodeGenerator (代码生成) → VMLProgram (VML IR)
    → VMLAssembler / VMLRuntime → 执行

编译流水线：

1. 预处理 (Preprocessor) — 展开 #import/#include/#define 及预定义宏
2. 词法分析 (Lexer) — 源码切割为 Token 流，识别 ObjC 特有 @ 关键字及 C 运算符
3. 语法分析 (Parser) — 递归下降解析，构建 AST 节点树
4. 代码生成 (CodeGenerator) — 将 AST 翻译为 VML 指令序列

二、支持的特性

2.1 C 兼容类型

支持基本 C 类型系统。类型关键字由 Lexer.IsTypeName() 集中判定。

类型修饰符组合规则：unsigned / signed 可后接基础类型名（如 unsigned int），解析器递归拼接类型字符串。

2.2 ObjC 关键字

所有 ObjC 关键字以 @ 前缀，由词法器在 @ 字符后读取字母序列并匹配。

2.2.1 核心定义关键字

@interface 语法：

@interface MyClass : SuperClass {
    // 实例变量（仅支持类型+名称，不支持指针 * 语法）
    int count;
    float value;
    id delegate;
}
// 方法声明
- (void)doSomething;
- (int)add:(int)a to:(int)b;
@end

@implementation 语法：

@implementation MyClass

// 方法实现
- (void)doSomething {
    count = count + 1;
    return;
}

// C 函数也可混合在 @implementation 中
int helperFunc(int x) {
    return x * 2;
}

@end

2.2.2 消息表达式

支持 Objective-C 经典方括号消息发送语法：

// 基本消息发送
[receiver methodName]

// 带参数的消息发送（参数与选择器标签交织）
[obj setX:10 y:20]

// 无参数消息
[array count]

// 嵌套调用（接收者可为另一消息表达式的结果）
[[self delegate] update]

代码生成：消息发送编译为 CALL objc_<method> 指令，参数和接收者依次 PUSH 到栈上。运行时需提供命名规则为 objc_<selectorName> 的函数实现消息分发。

2.2.3 NSString 字面量

支持 @"string" 语法创建 ObjC 字符串常量：

id greeting = @"Hello, World!";

内部实现：词法器将 @"..." 识别为 ObjCString Token（值为 @"...内容..."），代码生成器将其作为字符串字面量处理，存入数据段并通过 MOVE R0, label（LEA 语义）加载地址。

2.2.4 特殊值

2.3 方法声明

实例方法（-）和类方法（+）均支持：

// 实例方法 — 无参数
- (int)getCount {
    return count;
}

// 实例方法 — 一个参数
- (void)setCount:(int)newCount {
    count = newCount;
}

// 实例方法 — 多个参数（交错选择器标签）
- (int)add:(int)a to:(int)b {
    return a + b;
}

// 类方法（+）
+ (id)sharedInstance {
    return self;
}

方法名编码：选择器中的冒号被替换为下划线。例如 add:to: 编译为标签 objc_add_to_。

2.4 运算符

2.4.1 完整支持的运算符（语法解析器 + 代码生成器均实现）

2.4.2 仅词法器支持（语法解析器未实现语义）

2.5 C 函数声明

// 标准函数声明
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

// 无参数函数
void sayHello() {
    return;
}

// 多参数函数
float average(float a, float b, float c) {
    return (a + b + c) / 3.0;
}

// 前向声明（函数体以分号替代）
int factorial(int n);

调用约定：参数通过 PUSH 入栈，CALL func_<name> 调用，RET 返回，返回值在 R0。

函数重载：不支持。函数名在全程序中必须唯一。

2.6 控制流

2.6.1 if / else

if (x > 0) {
    return 1;
} else if (x == 0) {
    return 0;
} else {
    return -1;
}

实现：条件求值后 CMP R0, 0 + JE elseLabel，支持链式 else if。

2.6.2 while

while (i < 10) {
    i = i + 1;
}

实现：循环头标签 + 条件 JE 跳转出口 + 循环尾无条件 JMP 回循环头。

2.6.3 for（C 风格）

for (int i = 0; i < 10; i = i + 1) {
    total = total + i;
}

实现：初始化在循环外执行，条件在每次迭代前求值，更新在循环体后执行。

2.6.4 当前不支持的控制流（词法器已识别关键字）

以下 C 控制流关键字已由词法器定义 Token，但语法解析器未实现解析逻辑：

• switch / case / default — switch 多分支选择
• do ... while — do-while 循环
• break / continue — 循环中断/继续
• goto — 无条件跳转

2.7 注释

// 单行注释

/* 
   多行注释
   支持跨行
*/

两种注释均在词法分析阶段直接丢弃，不进入 Token 流。

2.8 预处理

编译器支持 #import、#include 和 #define 预处理指令。# 开头的行由词法器识别为 Hash Token，语法解析器调用 SkipPreprocessor() 跳过至换行。实际预处理逻辑在 ObjCCompiler.Compile() 入口处由 Preprocessor 类处理：

#import <Foundation/Foundation.h>
#include "common.h"
#define MAX_SIZE 100

三、表达式优先级

递归下降解析器的函数调用链定义了以下优先级（从低到高）：

注意：

• && 和 || 尚未纳入表达式解析链，不可在表达式中使用
• 位运算 & | ^ << >> 仅在词法层面识别
• 三元运算符 ? : 未实现

四、预定义宏

编译器在启动时自动定义以下宏（见 ObjCCompiler.PredefinedMacros）：

这些宏在传递给 Preprocessor 时作为 PredefinedMacros 字典注入，优先于源码中的 #define 生效。

五、AST 节点类型

六、代码生成细节

6.1 寄存器约定

与 VML 内部统一标准一致：

6.2 函数/方法命名规则

函数体前生成 JMP skip_<label> 指令以跳过函数体（防止执行流误入），函数体以 RET 结尾。

6.3 变量存储

• 局部变量：栈帧内分配，通过 symbolTable 字典将变量名映射到 R12-{offset} 的栈偏移量。首次引用时自动分配 4 字节空间
• 全局变量：存储在数据段 (dataSection)，通过 var_<name> 标签寻址
• 字符串常量：存储在数据段，生成 str_<GUID> 标签，通过 MOVE R0, label 加载地址

6.4 消息发送代码生成

[obj setX:10 y:20]

编译为以下 VML 指令序列：

; 参数入栈（逆序先不必要，所有参数按序 PUSH）
MOVE R0, 10
PUSH R0
MOVE R0, 20
PUSH R0
; 接收者入栈
MOVE R0, [R12-{obj_offset}]
PUSH R0
; 调用方法
CALL objc_setX_y_

6.5 self 处理

在 ObjC 方法体内，self 被自动加入符号表，偏移为 0（即帧指针 R12 指向的栈帧顶部）。方法体可使用 self 作为普通变量引用。

6.6 标准库链接

编译文件时 (CompileFile)，自动：

1. 从 #import / #include 指令提取依赖库名
2. 按 objc 语言类型在 Lib/ 目录下解析库文件
3. 调用 LibraryLinker 链接外部符号

extractImports 正则同时匹配 #import 和 #include，支持尖括号 <> 和双引号 "" 两种引用形式。

七、已知限制

八、语法参考（EBNF 摘要）

program          := { top_level }

top_level        := objc_interface
                  | objc_implementation
                  | objc_forward_class
                  | function_decl
                  | statement

objc_interface   := "@interface" IDENT [ ":" IDENT ] "{" { ivar_decl } "}" { method_decl } "@end"

objc_implementation := "@implementation" IDENT { method_impl | function_decl } "@end"

objc_forward_class := "@class" IDENT ";"

ivar_decl        := type IDENT ";"

method_decl      := ("-" | "+") type method_selector [ ";"]
method_impl      := ("-" | "+") type method_selector "{" { statement } "}"

method_selector  := IDENT [ ":" "(" type ")" IDENT ] { IDENT ":" "(" type ")" IDENT }

function_decl    := type IDENT "(" [ param_list ] ")" ( ";" | block )

param_list       := type IDENT { "," type IDENT }

block            := "{" { statement } "}"

statement        := return_stmt
                  | if_stmt
                  | while_stmt
                  | for_stmt
                  | var_decl
                  | expression ";"

return_stmt      := "return" [ expression ] ";"

if_stmt          := "if" "(" expression ")" ( block | statement ) [ "else" ( block | statement ) ]

while_stmt       := "while" "(" expression ")" ( block | statement )

for_stmt         := "for" "(" [ var_decl | expression ] ";" [ expression ] ";" [ expression ] ")" ( block | statement )

var_decl         := type IDENT [ "=" expression ] ";"

type             := "int" | "char" | "float" | "double" | "short" | "long" | "long long"
                  | "void" | "id" | "struct" IDENT | "enum" IDENT
                  | "unsigned" type | "signed" type

expression       := assignment

assignment       := comparison { ( "=" | "+=" | "-=" | "*=" | "/=" | "%=" ) assignment }

comparison       := additive { ( "==" | "!=" | "<" | ">" | "<=" | ">=" ) additive }

additive         := multiplicative { ( "+" | "-" ) multiplicative }

multiplicative   := unary { ( "*" | "/" | "%" ) unary }

unary            := ( "-" | "!" | "*" | "&" | "++" | "--" ) unary | primary

primary          := NUMBER
                  | STRING
                  | OBJC_STRING
                  | "nil" | "YES" | "NO"
                  | "[" expression method_selector_exp "]"
                  | IDENT [ "(" [ expression { "," expression } ] ")" ]
                  | "(" expression ")"

九、编译命令示例

# 编译单个 .m 文件
dotnet run --project VMLTool -- input.m -o output.vml

# 编译 .mm 文件
dotnet run --project VMLTool -- app.mm -o app.vml

# 使用 ObjCCompiler 直接编译（编程接口）
ObjCCompiler.Compile("int main() { return 0; }")
ObjCCompiler.CompileFile("MyClass.m", includePaths, libraryPaths)

十、版本历史

🆕 字符串编码 (v1.65.19)

该语言编译器通过共享库 (Lib/shared/) 间接使用 VML 字符串体系。

MCU 模式 (默认): 字符串输出为 UTF-8 (.string) OS 模式: 可通过 VML_WSTRING 宏判断编码

共享库已提供宽字符串转换函数 (wchar.h/uchar.h)，各语言编译器可按需使用。

编译器 README

Objective-C 编译器

路径: VMLPrepares/ObjCCompiler/ 完成度: ~99% | 🟢 生产可用 标准库: Lib/objc/ 依赖: CCompiler (ObjC 是 C 的超集)

功能

• ✅ 词法分析 + 语法分析 + 代码生成 (Lexer/Parser/CodeGenerator)
• ✅ @interface/@implementation/@end 类定义
• ✅ 消息表达式 [obj msg: param]
• ✅ C 语法完全兼容 (if/else/while/for/do-while/switch/case/break/continue)
• ✅ 指针 Type* / 位运算 / 三元运算符
• ✅ 方法声明 (returnType)method:(paramType)param
• ✅ 15 测试 0 失败
• ✅ @property/@synthesize
• ⚠️ @protocol/category — 未实现
• ⚠️ Block/ARC — MCU 跳过
• ✅ C 风格预处理 (#ifdef/#ifndef/#define/#include/#import)

编译模式

MCU 模式（默认 --mode mcu）

ObjC 汇编为目标保留 C 兼容子集。

跳过:

• Block、ARC、Protocol

保留:

• @interface/@implementation 基础 OOP
• C 完整语法
• 消息发送 (编译为函数调用)

OS 模式（--mode os）

OS 模式支持全部语言特性。

RAM 级别

• --ram k：KB级别
• --ram m：MB级别（默认）
• --ram g：GB级别

使用

dotnet run --project VMLTool -- input.m -o output.vml

测试

• VMLTests/NewCompilerTests.cs — 15 测试 (0 失败)
• VMLTests/FullPipelineTests.cs — 全管线测试
• Examples/objc/ — 示例程序 (start/factorial/file_io/info)