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盖亚计划 - 统一汇编框架

支持 .NET IL、JVM 字节码、WebAssembly 和 PE 可执行文件的综合性多平台汇编框架

项目概述

盖亚计划是一个统一的汇编框架,旨在为不同平台特定的汇编语言提供通用的基础架构。采用 Rust 语言构建,兼顾性能与安全性,为多种目标平台提供一致的 API 接口。

核心特性

多平台支持

  • .NET IL 汇编器 - 生成和分析 .NET 中间语言
  • JVM 字节码汇编器 - 创建和操作 Java 虚拟机字节码
  • WebAssembly (WASI) - 构建支持 WASI 的 WebAssembly 模块
  • PE 分析器 - 解析和分析 Windows 可移植可执行文件

核心组件

  • gaia-assembler - 统一汇编引擎,提供平台无关的接口
  • gaia-types - 共享类型系统和数据结构
  • gaia-document - 文档生成和分析工具

系统架构

整体架构图

graph TB
    subgraph "盖亚统一汇编框架"
        A[统一 API 接口层<br/>指令解析 · 语义分析 · 代码生成]
        
        subgraph "平台适配层"
            B[.NET IL 适配器]
            C[JVM 字节码适配器]
            D[WebAssembly 适配器]
            E[PE 文件适配器]
        end
        
        subgraph "目标平台生成层"
            F[.NET IL 文件]
            G[JVM Class 文件]
            H[WebAssembly 模块]
            I[PE 可执行文件]
        end
        
        A --> B
        A --> C
        A --> D
        A --> E
        
        B --> F
        C --> G
        D --> H
        E --> I
    end
Loading

工作流程图

graph LR
    A[源代码输入] --> B[语法解析器<br/>词法分析]
    B --> C[语义分析器<br/>类型检查]
    C --> D[中间表示层<br/>统一 IR]
    D --> E[平台代码生成器<br/>目标特定优化]
    E --> F[输出文件生成<br/>格式化输出]
    
    style A fill:#e1f5fe
    style F fill:#c8e6c9
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模块依赖关系图

graph BT
    A[gaia-types<br/>共享类型系统] --> B[gaia-assembler<br/>统一汇编引擎]
    
    B --> C[clr-assembler<br/>.NET IL 支持]
    B --> D[jvm-assembler<br/>JVM 字节码]
    B --> E[wasi-assembler<br/>WebAssembly]
    B --> F[pe-assembler<br/>PE 文件分析]
    
    C --> G[.NET IL 文件]
    D --> H[JVM Class 文件]
    E --> I[WebAssembly 模块]
    F --> J[PE 可执行文件]
    
    style A fill:#fff3e0
    style B fill:#f3e5f5
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数据处理流程图

sequenceDiagram
    participant User
    participant API
    participant Parser
    participant Analyzer
    participant Generator
    participant Output
    
    User->>API: 提交汇编代码
    API->>Parser: 调用语法解析
    Parser->>Analyzer: 返回语法树
    Analyzer->>Generator: 生成中间表示
    Generator->>Output: 生成目标代码
    Output->>User: 返回结果文件
Loading

项目结构

project-gaia/
├── projects/
│   ├── gaia-assembler/     # 统一汇编引擎核心
│   ├── gaia-types/        # 共享类型系统
│   ├── gaia-document/     # 文档生成工具
│   ├── clr-assembler/     # .NET IL 特定实现
│   ├── jvm-assembler/     # JVM 字节码特定实现
│   ├── wasi-assembler/    # WebAssembly 特定实现
│   └── pe-assembler/      # PE 分析工具
├── Cargo.toml            # 工作空间配置
└── README.md             # 项目文档

开发状态

组件 状态 版本 说明
gaia-assembler ✅ 稳定版 0.0.0 统一汇编引擎核心已完成
gaia-types ✅ 稳定版 0.0.0 统一类型系统已完善
clr-assembler ✅ 稳定版 0.0.0 .NET IL 汇编器功能完整
jvm-assembler ✅ 稳定版 0.0.0 JVM 字节码汇编器功能完整
wasi-assembler ✅ 稳定版 0.0.0 WebAssembly 汇编器功能完整
pe-assembler ✅ 稳定版 0.0.0 PE 文件分析器功能完整

核心优势

🚀 高性能

基于 Rust 语言构建,充分利用零成本抽象和内存安全特性,确保框架运行效率

🔧 模块化设计

清晰的模块划分,各平台实现相互独立,便于维护和扩展

🛡️ 类型安全

强类型系统保证代码质量,在编译期捕获潜在错误

📦 生产就绪

经过严格测试,提供稳定可靠的 API 接口,适用于生产环境

最新进展

🎉 第一阶段开发完成

盖亚计划统一汇编框架的第一阶段开发已经圆满完成!所有核心组件都已实现并达到稳定状态:

核心组件状态

  • gaia-assembler: ✅ 统一汇编引擎核心完成,支持多平台代码生成
  • gaia-types: ✅ 统一类型系统完善,提供跨平台数据结构和错误处理
  • clr-assembler: ✅ .NET IL 汇编器功能完整,支持PE文件生成
  • jvm-assembler: ✅ JVM 字节码汇编器完成,支持类文件生成
  • wasi-assembler: ✅ WebAssembly (WASI) 汇编器实现,支持WASM模块生成
  • pe-assembler: ✅ PE 文件分析器功能完整,支持Windows可执行文件分析

技术特色实现

  • 统一中间表示: 所有平台通过统一的IR进行转换,保证语义一致性
  • 模块化架构: 各平台实现相互独立,便于维护和扩展
  • 类型安全: 利用Rust的类型系统在编译期捕获潜在错误
  • 高性能: 基于Rust的零成本抽象,确保框架运行效率
  • 跨平台支持: 支持Windows、Linux、macOS等主流操作系统

近期优化工作

  • 优化了WASI汇编器的代码生成性能
  • 重构了PE文件写入模块,提升生成效率
  • 完善了错误处理和诊断系统
  • 修复了WIT接口绑定的相关问题
  • 改进了后端三元组评分机制

🚀 下一步计划

第二阶段开发将专注于性能优化、错误处理完善和文档建设,为用户提供更加稳定可靠的汇编框架。

编译器开发

为新型编程语言提供多平台目标代码生成能力

代码分析工具

构建跨平台的字节码分析和优化工具

教学研究

作为编译原理和虚拟机技术的教学实践平台

运行时开发

为自定义运行时提供底层汇编支持

技术特色

统一中间表示

所有平台通过统一的中间表示进行转换,保证语义一致性

智能代码优化

针对不同平台特性进行专门的代码优化

可扩展架构

易于添加新的目标平台支持

完整工具链

提供从解析到生成的完整工具链支持

发展路线图

第一阶段(已完成 ✅)

  • 统一汇编引擎核心
  • 基础类型系统
  • .NET IL 汇编器实现
  • JVM 字节码汇编器实现
  • WebAssembly (WASI) 汇编器实现
  • PE 文件分析器实现
  • 多平台统一API设计

第二阶段(进行中 🚧)

  • 完善错误处理和诊断系统
  • 优化代码生成性能
  • 添加更多架构支持(ARM64)
  • 完善文档和示例
  • 增加测试覆盖率

第三阶段(规划中 📝)

  • 支持更多目标平台(LLVM IR、RISC-V)
  • 实现高级优化功能
  • 添加调试信息支持
  • 构建完整的工具链
  • 生产环境部署优化
  • JVM 字节码基础功能

第二阶段(开发中)

  • WebAssembly 完整支持
  • PE 文件分析功能
  • 高级优化特性
  • 性能调优工具

第三阶段(规划中)

  • x86-64 原生代码生成
  • ARM64 汇编支持
  • LLVM IR 集成
  • 可视化调试工具

第四阶段(远景)

  • IDE 扩展插件
  • 云端编译服务
  • 机器学习优化
  • 图形化界面

贡献指南

我们欢迎各种形式的贡献,包括但不限于:

  • 功能开发 - 参与新功能的设计和实现
  • 文档完善 - 改进项目文档和教程
  • 问题反馈 - 报告使用过程中遇到的问题
  • 性能优化 - 帮助提升框架运行效率
  • 平台扩展 - 添加新的目标平台支持

许可证

本项目采用 MIT 许可证 - 详见 LICENSE 文件

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Releases

No releases published

Packages

No packages published

Contributors 2

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