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如何使用BFlat编译MOOS

BFlat是啥?

BFlat是一个C#本地编译器，提供了类似Go的构建体验，可以用来替代MSBuild。你可以在这里下载BFlat二进制文件，并在这里查看工程源码。 BFlat的一些优点：

  • 它不需要工程配置文件，而是直接将所有代码在路径结构中构建为单个可执行文件。
  • BFlat可以构建在裸机上运行的最小化的二进制文件。

MOOS是在VS中编写的，因此存在复杂的项目结构和大量的描述文件，例如必须为MSBuild提供.csproj文件。此外，MOOS需要ILCompiler，这是一个Nuget包，附带了将Dotnet IL二进制代码编译为本机代码的工具，这是在Dotnet8之前的NativeAOT的编译方式。但是，BFlat可以算是NativeAOT的另一种感觉更直觉一点的编译器。 此外，MOOS还包括了一些NASM和C++代码，这些代码应该被单独编译。这里我们只讨论在MOOS中构建C#代码的问题。 MOOS的一个问题是，它目前只能使用一个古老且修改过的版本的ILComplier构建，这使得它与最新的dotnet运行时不兼容（请参见下面的MOOS运行时更改），这也是我寻找不同且更新的本地编译器（例如BFlat）的部分原因。

事实是，BFlat不能直接构建MOOS，至少BFlat不读取.csproj文件。所以我写了BFlatA这个工具，它是一个配合BFlat的套壳编译工具、编译脚本生成器以及用于BFlat的代码文件提取器（如果沿用bflat的哲学，称为“打平器”更有意思），它可以从一个根级csproj文件开始提取构建参数、文件引用、依赖项（如nuget包）和资源文件，然后允许执行BFlat从根.csproj文件开始构建在VS中编写的C#项目。您可以在这里看更多详细信息并找到源代码。

特别说明：由于BFlat自带的链接器可能跟MSVC库有一些不兼容（至少我使用的MSVC版本，但不一定在所有版本上都有问题），这里采用了MSVC的链接器取代了BFlat的自带链接器。

总结一下:

为了使用BFlat编译MOOS，你需要：

  • 安装BFlat，并将其bin子目录设置在系统环境的%path%中。
  • 从源码编译BFlatA（仅一个代码文件）。你可以在VS中编译，也可以简单地通过BFlat编译（推荐），然后你可以将bflata.exe复制到BFlat的/bin/路径中，这样它就可以在任何地方运行，因为%path%已经设置好了。
  • 你的系统上需要装有MSVC链接器(link.exe)。如果已经安装了VS和C++组件，那么就应该已经有了。
  • 克隆我的这个MOOS分叉版本，这个版本中做了相应的修改以兼容既能够在VS中用MSBuild + ILCompiler编译也能够使用BFlatA + BFlat编译(但最后都是用MSVC Linker链接)。

编译步骤

1.准备BFlatA用的编译参数

把下面的参数文本保存到一个叫"moos.bfa"的文件(或者直接在这里下载), 其中所有路径应该按你的环境替换。

# BFlatA 动词以及需要编译的项目
## 这两行必须依次列在开头
build
D:\Repos\MOOS\MOOS\MOOS.csproj

# 解决方案路径
-h:d:\repos\moos 

# 基本库选择：
## 如果csproj文件中指定了<NoStdLib>拿可以不用写下面这行。
--stdlib None
--libc none

# 使用外部链接器：
## BFlat的链接器跟我用的MSVC库有点不兼容，所以这里使用了配套的链接器。你也可以尝试去掉这行直接使用bflat带的链接器。
--linker:"...\VC\Tools\MSVC\14.35.32215\bin\Hostx64\x64\link.exe"

# 其他连接参数：
## 由于BFlat参数分析的bug，参数中带空格的路径无法工作，所以可以考虑采用无空格的短路径格式或者在内侧使用“'”。
--ldflags "/libpath:...\VC\Tools\MSVC\14.35.32215\lib\x64"
## 如果不需要生成调试版本，可以去掉下面这行。
## --ldflags "/DEBUG"

# 编译前动作：
-pra:"'$(MSBuildStartupDirectory)\Tools\7-Zip\7z.exe' a '$(MSBuildStartupDirectory)\Tools\grub2\boot\ramdisk.tar' '$(MSBuildStartupDirectory)\Ramdisk\*'"
-pra:"'$(MSBuildStartupDirectory)\Tools\nasm.exe' -fbin '$(MSBuildStartupDirectory)\Tools\Trampoline.asm' -o trampoline.o"
-pra:"'$(MSBuildStartupDirectory)\Tools\nasm.exe' -fbin '$(MSBuildStartupDirectory)\Tools\EntryPoint.asm' -o loader.o"

# 编译后动作：
-poa:cmd.exe /c copy /b loader.o + moos.exe "$(MSBuildStartupDirectory)\Tools\grub2\boot\kernel.bin"
-poa:"'$(MSBuildStartupDirectory)\Tools\mkisofs.exe' -relaxed-filenames -J -R -o MOOS.iso -b boot/grub/i386-pc/eltorito.img -no-emul-boot -boot-load-size 4 -boot-info-table  '$(MSBuildStartupDirectory)\Tools\grub2'"
-poa:"'D:\Program Files (x86)\VMware\VMware Player\vmplayer.exe' '$(MSBuildStartupDirectory)\Tools\VMWare\MOOS\MOOS.flat.vmx'"

2.确保%PATH%变量中设好了BFlat和BFlatA的路径。

3.运行BFlatA

bflata -inc:moos.bfa

所有的输出都将位于当前目录，包括编译脚本，诸如 build.rsp, link.rsp；二进制文件输出，如MOOS.obj, MOOS.exe等；还有光盘ISO映像MOOS.iso。你必须在指定的VMWare虚拟机配置文件MOOS.flat.vmx指定到此iso映像的正确路径才能正常启动虚拟机。

BFlatA输出:

BFlatA V1.4.2.2 @github.com/xiaoyuvax/bflata
Description:
  A wrapper/build script generator for BFlat, a native C# compiler, for recusively building .csproj file with:
    - Referenced projects
    - Nuget package dependencies
    - Embedded resources
  Before using BFlatA, you should get BFlat first at https://flattened.net.


--ARGS--------------------------------
Action          :Build
BuildMode       :Flat
DepositDep      :Off
Target          :Exe
TargetOS        :windows
Output          :<Default>
TargetFx        :net7.0
PackageRoot     :<N/A>
Home            :d:\repos\moos
BFA Includes    :1
Args for BFlat  :--stdlib None --libc none --ldflags "/libpath:C:\Progra~1\Micros~4\2022\Enterprise\VC\Tools\MSVC\14.35.32215\lib\x64" -c

--LIB EXCLU---------------------------
--LIB CACHE---------------------------


--PARSING-----------------------------
Parsing Project:D:\Repos\MOOS\MOOS\MOOS.csproj ...
	       NativeLib        [Include]       9 items added!
Parsing Project:D:\Repos\MOOS\Kernel\Kernel.projitems ...
	  CompileInclude        [Include]       6400 items added!
Parsing Project:D:\Repos\MOOS\Corlib\Corlib.projitems ...
	  CompileInclude        [Include]       12769 items added!

--SCRIPTING---------------------------
Generating build script for:MOOS
- Found 7 args to be passed to BFlat.
- Found 216 code files(*.cs)
- Found 3 dependent native libs(*.lib|*.a)
Script:build.rsp written!


--PREBUILD-ACTIONS-------------------
Prebuild actions exit code:0 - ["'d:\repos\moos\Tools\nasm.exe' -fbin 'd:\repos\moos\Tools\Trampoline.asm' -o trampoline.o"]
d:\repos\moos\Tools\EntryPoint.asm:338: warning: uninitialized space declared in .text section: zeroing [-w+zeroing]
d:\repos\moos\Tools\EntryPoint.asm:342: warning: uninitialized space declared in .text section: zeroing [-w+zeroing]
d:\repos\moos\Tools\EntryPoint.asm:344: warning: uninitialized space declared in .text section: zeroing [-w+zeroing]
d:\repos\moos\Tools\EntryPoint.asm:346: warning: uninitialized space declared in .text section: zeroing [-w+zeroing]
Prebuild actions exit code:0 - ["'d:\repos\moos\Tools\nasm.exe' -fbin 'd:\repos\moos\Tools\EntryPoint.asm' -o loader.o"]

--BUILDING----------------------------
Building in FLAT mode:MOOS...
- Executing build script: bflat build @build.rsp...
Compiler exit code:0
Script:link.rsp written!

Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.35.32215.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

MOOS.obj
/fixed
/base:0x10000000
/map:Kernel.map
/ENTRY:Entry
/SUBSYSTEM:NATIVE
/INCREMENTAL:no
/libpath:C:\Progra~1\Micros~4\2022\Enterprise\VC\Tools\MSVC\14.35.32215\lib\x64
d:\repos\moos\x64\Debug\NativeLib.lib
d:\repos\moos\x64\Debug\LibC.lib
d:\repos\moos\x64\Debug\Doom.lib
NativeLib.lib(interrupts.obj) : warning LNK4075: 忽略“/EDITANDCONTINUE”(由于“/OPT:ICF”规范)
LINK : warning LNK4217:符号“free”(在“ MOOS.obj”中定义)已由“NativeLib.lib(lodepng.obj)”(函数“lodepng_free”中)导入
LINK : warning LNK4217:符号“malloc”(在“ MOOS.obj”中定义)已由“NativeLib.lib(lodepng.obj)”(函数“lodepng_malloc”中)导入
LINK : warning LNK4217:符号“realloc”(在“ MOOS.obj”中定义)已由“NativeLib.lib(lodepng.obj)”(函数“lodepng_realloc”中)导入
LINK : warning LNK4281:x64 映像的基址 0x10000000 不适当；将基址设为 4 GB 以上以实现最佳 ASLR 优化
Linker exit code:0

--POSTBUILD-ACTIONS------------------
loader.o
MOOS.exe
已复制         1 个文件。
Postbuild actions exit code:0 - [cmd.exe /c copy /b loader.o + moos.exe "d:\repos\moos\Tools\grub2\boot\kernel.bin"]
mkisofs: Warning: -rock has same effect as -rational-rock on this platform.
Warning: creating filesystem that does not conform to ISO-9660.
Using PART_000.MOD;1 for  d:\repos\moos\Tools\grub2/boot/grub/i386-pc/part_sunpc.mod (part_sun.mod)
Size of boot image is 4 sectors -> No emulation
 27.69% done, estimate finish Wed Mar 29 16:26:48 2023
 55.28% done, estimate finish Wed Mar 29 16:26:48 2023
 82.97% done, estimate finish Wed Mar 29 16:26:48 2023
Total translation table size: 2048
Total rockridge attributes bytes: 3636
Total directory bytes: 10720
Path table size(bytes): 50
18089 extents written (35 MB)
Postbuild actions exit code:0 - ["'d:\repos\moos\Tools\mkisofs.exe' -relaxed-filenames -J -R -o MOOS.iso -b boot/grub/i386-pc/eltorito.img -no-emul-boot -boot-load-size 4 -boot-info-table  'd:\repos\moos\Tools\grub2'"]

编译完应该能够看到MOOS在VMWare中启动： image

MOOS自带运行时库内的更改

见下面这个跟bflat作者讨论的帖子： https://github.com/bflattened/bflat/issues/95