语言前端 — VML Toolchain

基类	位置	适用语言	提供能力
LexerBase	CompilerBase/LexerBase.cs	全部 22 种	字符读取、行号跟踪、Token 生成框架
CodeGeneratorBase	CompilerBase/CodeGeneratorBase.cs	全部 22 种	VML 指令发射、标签管理、寄存器分配
CLikeCodegen	CompilerBase/CLikeCodegen.cs	C/Go/Rust/JavaScript	表达式求值、运算符优先级、类型系统
OopCodegen	CompilerBase/OopCodegen.cs	C++/Java/C#/Swift/Kotlin	类/对象/继承/虚函数/vtable (继承 CLikeCodegen)
VmlEmitter	CompilerBase/VmlEmitter.cs	全部 22 种	VML 文本格式化输出、标签管理

完成度总览

🟢 全部 22 个编译器，16 个达到生产可用级别 (90%+)，6 个新增 (教学可用)

语言	扩展名	完成度	MCU可用	代码生成器基类	调用约定
🟢 C	.c	~96%	🟢 生产可用	CLikeCodegen	cdecl
🟢 BASIC	.bas	~92%	🟢 生产可用	CodeGeneratorBase	CCv2
🟢 Pascal	.pas	~92%	🟢 生产可用	CodeGeneratorBase	pascal
🟢 Forth	.fth	~94%	🟢 生产可用	CodeGeneratorBase	栈式
🟢 Ladder	.ld	~93%	🟢 生产可用	CodeGeneratorBase	—
🟢 Lua	.lua	~91%	🟢 生产可用	CodeGeneratorBase	stdcall
🟢 Rust	.rs	~93%	🟢 生产可用	CLikeCodegen	stdcall
🟢 C++	.cpp	~93%	🟢 生产可用	OopCodegen	cdecl
🟢 Go	.go	~90%	🟢 生产可用	CLikeCodegen	stdcall
🟢 Python	.py	~90%	🟢 生产可用	CodeGeneratorBase	stdcall
🟢 JavaScript	.js	~94%	🟢 生产可用	CLikeCodegen	stdcall
🟢 C#	.cs	~90%	🟢 生产可用	OopCodegen	stdcall
🟢 Java	.java	~90%	🟢 生产可用	OopCodegen	stdcall
🟢 Swift	.swift	~90%	🟢 生产可用	OopCodegen	stdcall
🟢 Kotlin	.kt	~93%	🟢 生产可用	OopCodegen	stdcall
🟢 Scheme	.scm	~93%	🟢 生产可用	CodeGeneratorBase	stdcall
🟡 Ruby	.rb	~85%	🟡 教学可用	CodeGeneratorBase	stdcall
🟡 Dart	.dart	~80%	🟡 教学可用	CodeGeneratorBase	stdcall
🟡 ObjC	.m	~80%	🟡 教学可用	CodeGeneratorBase	cdecl
🟡 R	.r	~80%	🟡 教学可用	CodeGeneratorBase	stdcall
🟡 D	.d	~80%	🟡 教学可用	CodeGeneratorBase	stdcall
🟡 Fortran	.f90	~80%	🟡 教学可用	CodeGeneratorBase	stdcall

C 语言编译器 — 旗舰前端

完成度 ~96%，支持 C99 核心 + 扩展，MCU 模式生产可用

支持特性

完整 C99 语法：函数 / 指针 / 结构体 / 枚举 / 联合体
预处理器：#include / #define / #ifdef / #if / 宏展开
存储类：static / extern / const / volatile / register
类型系统：char/short/int/long/float/double + 无符号
控制流：if/else/switch/for/while/do-while/goto
数组与指针：多维数组、函数指针、void*
内联汇编：asm("VML指令") 嵌入
调用约定：cdecl/stdcall/fastcall 三选一
中断函数：__interrupt__ 关键字 (MCU ISR)
结构体按值传递与返回

使用示例

// blink.c — STM32 闪烁 LED
#include "vmlib.h"

__interrupt__ void TIM2_IRQ() {
    GPIOA_ODR ^= (1 << 5);  // 翻转 PA5
}

int main() {
    RCC_APB1ENR |= 1;        // 使能 TIM2 时钟
    TIM2_PSC = 7999;          // 预分频
    TIM2_ARR = 999;           // 自动重载
    TIM2_DIER |= 1;          // 使能中断
    asm("STI");                // 开全局中断
    while (1);
}

$ vmltool blink.c -o blink.vml --mode mcu
$ vml2hex blink.vml -arch arm-cm -o blink.hex

各语言编译器特点

BASIC ~92%

支持 QBasic 兼容语法：SCREEN/CIRCLE/LINE/PSET 图形、DATA/READ 数据语句、PRINT USING 格式化、DECLARE SUB/FUNCTION。可运行经典 QBasic 游戏。

调用约定: CCv2MCU: ~92%

Pascal ~92%

支持 record/set of/枚举/forward 声明/嵌套过程/exit/seek/sizeof/CASE-OF。使用 pascal 调用约定（被调用者清理栈、从左到右压参）。

调用约定: pascalMCU: 🟢 生产可用

Ladder ~93%

IEC 61131-3 梯形图语言。支持常开/常闭触点、线圈输出、定时器 (TON/TOF/TP)、计数器 (CTU/CTD/CTUD)、SET/RST、数学运算、比较指令。

PLC 标准MCU: 🟢 生产可用

Forth ~94%

栈式语言。支持 CONSTANT/VARIABLE/DO-LOOP/BEGIN-AGAIN/IF-ELSE-THEN/CASE-OF-ENDCASE/LEAVE。栈操作 DUP/SWAP/OVER/DROP/ROT。浮点支持 F+/F-/F*/F/。

栈式MCU: 🟢 生产可用

Python ~90%

支持 print/控制流/def/lambda/list/dict/tuple/set/class/装饰器/match-case。MCU 模式保留 class/list/dict/tuple，跳过 async/yield/import。

4 空格缩进MCU: 🟢 生产可用

Lua ~91%

支持 table(哈希表)/metatable/闭包/string 库/math 库/bit_* 位运算/多变量赋值/#长度符。MCU 模式保留 table 和 metatable。

table 万能数据结构MCU: 🟢 生产可用

Rust ~93%

支持 Enum/match(含OR模式)/所有权/引用/借用检查/Trait/vtable/Closure/Generics/移动语义/drop()。MCU 模式保留 Vec/String 堆容器。

所有权系统MCU: 🟢 生产可用

Go ~90%

支持控制流/defer/多返回值/map/slice/interface/switch/goto。MCU 模式保留 map/slice/interface 动态分发，跳过 goroutine/chan。

goroutine 跳过MCU: 🟢 生产可用

JavaScript ~94%

支持 function/var/let/const/闭包/对象字面量/数组/class/constructor/super()/extends/解构赋值/switch/do-while/位运算。MCU 跳过 async/Promise。

ASI 自动分号MCU: 🟢 生产可用

C# ~90%

支持 class/struct/enum/interface/属性/泛型/delegate/event/LINQ 表达式/switch 模式匹配/foreach/null coalescing。MCU 跳过 async/Task/reflection。

OOP 完整MCU: 🟢 生产可用

Java ~90%

支持 class/interface/泛型/enum/assert/位运算/标注break/continue/foreach/string switch/try-catch。MCU 跳过 Thread/synchronized/GC。

JVM 风格MCU: 🟢 生产可用

Swift ~90%

支持 protocol/extension/closure/enum 关联值/struct/guard/defer/repeat-while/break/continue。MCU 跳过 async/await/Actor。

protocol 面向协议MCU: 🟢 生产可用

C++ ~93%

支持 class/继承/多态/模板类+实例化引擎/命名空间/引用/Lambda/new-delete/STL容器(vector/string)。MCU 保留 new/delete/STL，跳过异常/RTTI。

模板 + 多态MCU: 🟢 生产可用

Kotlin ~93%

支持 class/lambda/when/in/is/字符串模板/null 安全/数据类/sealed class/if-expr/break/continue/泛型擦除/Elvis/SafeCall。MCU 跳过 coroutine/reflection。

null 安全MCU: 🟢 生产可用

Scheme ~93%

支持 lambda/quote/cons/car/cdr/list/let/cond/define/named let/letrec/闭包/尾调用优化/map/filter/apply/vector/case/when/unless。MCU 保留 lambda 闭包和 list 操作。

Lisp 方言MCU: 🟢 生产可用

Ruby ~85%

支持 def/class/module/if/unless/while/until/for/case-when/block/yield/array/hash/symbol。MCU 模式跳过 GC/Thread。

面向对象脚本MCU: 🟡 教学可用

Dart ~80%

支持 class/extends/implements/mixin/async/await/Future/Stream/List/Map/Set。MCU 跳过 async/await/isolate。

Flutter 语言MCU: 🟡 教学可用

ObjC ~80%

支持 @interface/@implementation/@property/Protocol/Category/消息传递/Block。MCU 跳过 ARC/Block/动态运行时。

Apple 生态MCU: 🟡 教学可用

R ~80%

支持 <- 赋值/向量/c()/list()/data.frame/formula ~/%in%/矩阵运算。MCU 保留向量和矩阵运算，跳过绘图。

统计计算MCU: 🟡 教学可用

D ~80%

支持 class/struct/enum/foreach/UFCS/static if/mixin template/@safe/@nogc。MCU 保留 RAII 和模板。

系统编程MCU: 🟡 教学可用

Fortran ~80%

支持 subroutine/function/module/allocate/deallocate/array/implicit none。MCU 保留数组运算和数值计算。

科学计算MCU: 🟡 教学可用

调用约定对比

各语言默认参数传递与栈清理策略

约定	使用语言	参数传递	栈清理	示例
cdecl	C / C++	从右到左压栈	调用者	`ADD R13, #8` 在 CALL 之后
CCv2	BASIC	R0-R3 前4参数，其余压栈	调用者	`MOVE R0, #3; MOVE R1, #5; CALL`
pascal	Pascal	从左到右压栈	被调用者	函数内 `RET #8` 清理参数
stdcall	其余 19 种	从右到左压栈	被调用者	函数内 `RET #N` 清理参数

C/C++ 额外支持

C/C++ 编译器支持 __cdecl__ / __stdcall__ / __fastcall__ 三种关键字修饰，可覆盖默认约定。__fastcall__ 前 2 参数通过 R0-R1 传递。

使用示例：同一程序 × 22 种语言

计算 1+2+...+100 求和，全部编译为 VML

Python

Rust

BASIC

Pascal

int main() {
    int sum = 0;
    for (int i = 1; i <= 100; i++)
        sum += i;
    printf("%d\n", sum);
    return 0;
}

sum = 0
for i in range(1, 101):
    sum += i
print(sum)

fn main() {
    let mut sum = 0;
    for i in 1..=100 {
        sum += i;
    }
    println!("{}", sum);
}

package main
func main() {
    sum := 0
    for i := 1; i <= 100; i++ {
        sum += i
    }
    println(sum)
}

sum = 0
FOR i = 1 TO 100
    sum = sum + i
NEXT i
PRINT sum

program SumDemo;
var i, sum: integer;
begin
    sum := 0;
    for i := 1 to 100 do
        sum := sum + i;
    writeln(sum);
end.

$ vmltool sum.c -o sum.vml
$ vmltool -r sum.vml
5050

22 语言前端编译器

编译流程

编译器基类架构

编译器文件结构（每个语言遵循）