Micron 语言发布编译器、解释器与 IDE，定位为 C 的系统编程替代方案

这个项目实现了 Micron 编程语言的编译器、解释器和 IDE，语言规范见这里；下面还有一些代码示例。

Micron 是一门系统编程语言，语法类似 Oberon+，能力范围则与 C 相当。「Micron」这个名字是「MicroOberon」的缩写。

Micron 旨在成为系统编程中 C 的实用替代方案。它把 Oberon 的模块化、严格性和简洁性与 C 的灵活性结合起来：同一门语言既可用于启动代码、驱动程序、操作系统内核，也可用于普通应用，并且调用 C 时不需要包装层。预处理器被语言概念所取代，这些概念大体上能替代预处理器原有的功能，另外还显式支持泛型编程、内联以及在编译期运行的过程。因此，设计重点始终是简洁，以及以切实可行的投入取得最大的效果。

Micron 支持语言层级：模块声明自己需要的层级，从 level 0（用于硬件初始化的内联代码，不使用栈），到 level 1（栈帧、递归、外部 C 过程），到 level 3（堆、指针、异常），到 level 4（类型扩展和动态派发），直到 level 5（垃圾回收）。一个模块只能导入相同或更低层级的模块，因此以 level 1 编写的内核不会意外依赖堆。未指定该属性时，默认为 level 3。

除规范之外，还有一本免费的教科书，讲解 Micron 的每项特性如何使用，以及为什么这样设计。第三部分完整走查了 Micron System——它是 Wirth 和 Gutknecht 的 Project Oberon 操作系统的移植版，只需一条命令即可在模拟的 RISC-V 机器上编译、链接并启动。

自 2024 年 1 月项目启动以来，已有大量基准测试、虚拟机和规模可观的操作系统迁移到 Micron。以下参考资料包含约 130 kSLOC 可运行的 Micron 代码。

Are-we-fast-yet 仓库包含同一套基准测试的四种不同实现，用于对比：过程式、混合式、基于接口和面向对象。

Oberon System 3 向 Micron 的迁移目前可在模拟的 RISC-V 机器上运行；对 Raspberry Pi Zero 2 的支持尚在进行中。

目前提供以下预编译版本：下载、解压并运行即可。命令行选项在 micc 手册中有说明。

这里是书中讨论的 Micron System 的预编译版本，在 Linux x86_64 上只需输入 ./rv32vm --elf --ram 4 --disk disk.img system.bin 即可运行（需要 SDL2）。更多信息见 Readme.md。

Micron 区分大小写，但每个保留字和预声明标识符都有全小写和全大写两种形式，含义完全相同；最后一个示例采用 Oberon 风格，其余示例均采用书中使用的全小写风格。语句分隔符是可选的。

module Bits [level = 1] var a: array 4 of int32 p: ^int32 u, u1: uint32 begin println(band(0F0FH, 00FFH)) // 15 println(bor(1, 4)) // 5 println(bxor(5, 1)) // 4 println(shl(1, 5)) // 32 println(shr(0FFH, 4)) // 15, logical println(asr(-16, 2)) // -4, arithmetic u1 := 0FFFFFFFFH println(cast(int32, u1)) // -1, same bits u := usig(-1) println(u) // 4294967295, same bits a[0] := 10; a[1] := 20; a[2] := 30 p := @a[0] p := ptroff(p, 1) // advance by one int32 println(p^) // 20 inc(p) println(p^) // 30 end Bits

该文件位于 examples 子目录中，可用 ./micc Bits.mic --run 编译并运行。

module Clib [level = 1] procedure abs(x: int32): int32; extern C procedure toupper(c: int32): int32; extern C procedure write(fd: int32; const buf: ^[]char; n: uint32): int32 extern C "write" var s: array 3 of char begin s := "ok" if write(1, @s, 2) # 2 then return end println(abs(-5)) println(toupper(sigl(ord('a')))) // 65 end Clib

无对象的抽象

module Shapes [level = 2] type Shape = interface // a contract, satisfied structurally proc area(): integer proc print() end Rect = record w, h: integer end Circle = record radius: integer end procedure Rect.area(): integer // type-bound procedure, bound statically begin return self.w * self.h end Rect.area procedure Rect.print() begin print("rect "); print(self.w); print("x"); print(self.h) end Rect.print procedure Circle.area(): integer begin return 3 * self.radius * self.radius // coarse end Circle.area procedure Circle.print() begin print("circle r="); print(self.radius) end Circle.print procedure describe(s: Shape) // accepts any type with area and print begin s.print(); print(" area="); println(s.area()) end describe var r: Rect c: Circle begin r.w := 4; r.h := 3 c.radius := 5 describe(@r) // rect 4x3 area=12 describe(@c) // circle r=5 area=75 end Shapes

泛型编程

module Stack(T; const CAP: uint32) var a: array CAP of T n*: integer procedure push*(x: T) begin a[n] := x; inc(n) end push procedure pop*(): T begin dec(n) return a[n] end pop begin n := 0 end Stack module UseStack import si := Stack(integer, 10) cs := Stack(char, 4) begin si.push(3); si.push(4) cs.push('x') println(si.pop() + si.pop()) // 7 println(cs.pop()) // x end UseStack

编译期编程

module Comptime const KB = 1024 BUFSIZE = getenv(uint32, "BUFSIZE", 16 * KB) // micc -D BUFSIZE=... WORDS = BUFSIZE div size(integer) DEBUG = getenv(boolean, "DEBUG") // false unless -D DEBUG procedure width(n: uint32): uint32 invar // callable at compile time begin if n < 2 then return 1 else return 1 + width(n div 2) end end width const INDEXBITS = width(WORDS - 1) // 12, computed by the compiler var buf: array WORDS of integer index: array INDEXBITS of boolean begin println(len(buf)) // 4096 println(len(index)) // 12 <* if DEBUG then > println("debug build") < else > println("release build") < end *> end Comptime

Oberon 风格

MODULE Sorter; PROCEDURE Sort*(a: ^[]INTEGER; n: UINT32);

（原文较长，此处译出前 6000 字，完整内容请点「打开原文」。）