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12 - 项目配置与构建
Viper 项目使用 project.json 配置文件管理编译和链接参数。
project.json 结构
{
"name": "Kernel",
"version": "1.0.0",
"source_dir": "./Kernel",
"temp_dir": "./temp",
"output_dir": "./output",
"compiler": {
"cmd": "llc",
"flags": ["-filetype=obj", "-mtriple=x86_64-none-elf", "-relocation-model=static", "-O2"]
},
"linker": {
"cmd": "ld.lld.exe",
"flags": [
"-m", "elf_x86_64",
"-T", "linker.ld",
"--oformat", "elf64-x86-64",
"--strip-all"
],
"output": "kernel.bin"
},
"includes": ["../../includes"],
"target": {
"triple": "x86_64-none-elf",
"datalayout": "e-m:e-p270:32:32-p271:32:32-p272:64:64-i64:64-f80:128-n8:16:32:64-S128"
},
"options": {
"slice_level": 3,
"target": "llvm",
"strict_mode": true
}
}
配置项说明
基本信息字段
| 字段 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
name |
string | 项目名称 |
version |
string | 项目版本 |
source_dir |
string | 源代码目录（相对于 project.json 所在目录） |
temp_dir |
string | 临时文件目录（存放 .pyi 存根等） |
output_dir |
string | 输出文件目录 |
编译器配置
| 字段 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
compiler.cmd |
string | 编译器命令（通常为 llc） |
compiler.flags |
string[] | 编译器标志 |
常用 llc 标志：
-filetype=obj：输出目标文件-mtriple=x86_64-none-elf：目标三元组-relocation-model=static：静态重定位-O2：优化级别
链接器配置
| 字段 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
linker.cmd |
string | 链接器命令（通常为 ld.lld.exe） |
linker.flags |
string[] | 链接器标志 |
linker.output |
string | 输出文件名 |
常用 ld.lld 标志：
-m elf_x86_64：ELF x86_64 格式-T linker.ld：链接脚本--oformat elf64-x86-64：输出 ELF 格式--oformat binary：输出原始二进制（用于内核）--strip-all：去除所有符号信息
目标平台配置
| 字段 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
target.triple |
string | LLVM 目标三元组 |
target.datalayout |
string | LLVM 数据布局字符串 |
默认值：
- triple:
x86_64-none-elf - datalayout:
e-m:e-p270:32:32-p271:32:32-p272:64:64-i64:64-f80:128-n8:16:32:64-S128
包含路径
| 字段 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
includes |
string[] | 模块搜索路径列表 |
编译选项
| 字段 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
options.slice_level |
int | 切片优化级别（0-3） |
options.target |
string | 编译目标（目前仅支持 llvm） |
options.strict_mode |
bool | 严格模式 |
切片优化级别
| 级别 | 名称 | 说明 |
|---|---|---|
0 |
no_optimize |
无优化 |
1 |
conservative |
保守优化 |
2 |
moderate |
适度优化 |
3 |
aggressive |
激进优化（默认） |
s |
size |
体积优化 |
项目结构示例
内核项目
VKernel/
├── project.json # 项目配置
├── linker.ld # 链接脚本
├── Kernel/ # 源代码目录
│ ├── main.py # 内核入口
│ ├── bootinfo.py
│ ├── intr/
│ │ ├── gdt.py
│ │ ├── idt.py
│ │ └── syscall.py
│ ├── drivers/
│ │ ├── serial/
│ │ ├── video/
│ │ ├── storage/
│ │ └── ...
│ └── ...
├── temp/ # 临时文件（自动生成）
│ ├── <SHA1>.pyi # 签名存根（阶段一生成）
│ ├── <SHA1>.stub.ll # LLVM IR 声明（阶段一生成）
│ └── _sha1_map.txt # SHA1→源文件路径映射
└── output/ # 输出文件（自动生成）
├── kernel.bin # 内核二进制
├── *.deps.json # 依赖信息
└── linker.ld # 生成的链接脚本
应用项目
HelloWorld/
├── project.json # 项目配置
├── linker.ld # 链接脚本
├── main.py # 应用入口
├── temp/ # 临时文件
└── output/ # 输出文件
└── helloworld.elf # ELF 可执行文件
库项目
SerialLogger/
├── project.json # 项目配置
├── linker.ld # 链接脚本
├── serial_logger.py # 库源码
├── temp/ # 临时文件
└── output/ # 输出文件
链接脚本
ViperOS 使用自定义链接脚本控制内存布局：
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
. = 0x100000; /* 加载地址 */
.text : {
*(.text.startup)
*(.text*)
}
.rodata : {
*(.rodata*)
}
.data : {
*(.data*)
}
.bss : {
*(.bss*)
*(COMMON)
}
}
编译命令
TransPyC 编译器的基本用法（注：适用于单个文件，而不适用于工程）：
python TransPyC.py -f InputFile -o OutputFile [options]
命令行参数
| 参数 | 说明 |
|---|---|
-f |
输入文件路径 |
-o |
输出文件路径 |
-wh |
头文件列表 |
-debug |
调试输出文件 |
-cc |
编译命令 |
-cflags |
编译标志 |
-run |
编译后运行 |
-args |
运行参数 |
-h |
辅助文件（C 或 Python） |
工程编译使用：
python Projectrans.py xxx.json
即可
增量编译
TransPyC 支持基于 SHA1 的增量编译，与两阶段编译模型紧密耦合：
阶段一增量
- 每个源文件按内容计算 SHA1 哈希（16位）
- 如果
<SHA1>.pyi和<SHA1>.stub.ll已存在，则跳过生成（缓存命中） - 只有源文件内容变化导致 SHA1 变化时才重新生成声明接口
temp/_sha1_map.txt记录 SHA1 → 源文件路径的映射，格式为<sha1>:<relative_path>
阶段二增量
- 阶段二加载
temp/_sha1_map.txt重建 SHA1 映射 - 过滤掉不在当前 SHA1 映射中的旧
.pyi和.stub.ll文件 - 共享符号表一次性构建，避免每个文件重复加载
SHA1 命名空间与增量编译的协同
SHA1 同时服务于命名空间隔离和增量编译：
- 命名空间：非
t.CExport函数和结构体使用 SHA1 前缀，消除符号冲突 - 增量编译：SHA1 不变则缓存命中，SHA1 变化则重新生成