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2026-05-16-feature-list.md

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2026-05-16-feature-list.md

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mcpp 功能特性清单

v0.0.15 (2026-05-16)

一、核心亮点

1. 纯 C++23 模块自举

  • mcpp 用 C++23 模块写成（43+ 个模块，零 .h 头文件），用自己构建自己
  • 这意味着 mcpp 的模块系统经过了最严格的实战验证
  • 目前没有其他 C++ 构建工具做到这一点

2. 3 行 TOML 替代 11 行 CMake

  • C++23 模块项目只需 mcpp.toml 3 行配置
  • import std 自动处理，无需手动配置 FILE_SET / SCAN_FOR_MODULES
  • 对比 CMake 需要 11 行且需要 3.28+ 版本
# mcpp.toml                          # CMakeLists.txt
[package]                            cmake_minimum_required(VERSION 3.28)
name = "hello"                       project(hello LANGUAGES CXX)
                                     set(CMAKE_CXX_STANDARD 23)
[targets.hello]                      set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
kind = "bin"                         set(CMAKE_CXX_SCAN_FOR_MODULES ON)
main = "src/main.cpp"                add_executable(hello src/main.cpp)
                                     target_sources(hello
                                       PUBLIC FILE_SET CXX_MODULES
                                       FILES src/greet.cppm)

3. 一键安装，开箱即用

  • xlings install mcpp -y 或一条 curl 命令
  • 首次运行自动安装 GCC 16 / musl-gcc 工具链到隔离沙盒 (~/.mcpp/)
  • 不污染系统环境，删除 ~/.mcpp 即干净卸载
  • 无需预装任何编译器、CMake、ninja 等依赖

4. import std 全自动

  • GCC 15+/16+：自动检测 bits/std.cc → 预编译 std.gcm
  • Clang 17+/LLVM 20：自动检测 std.cppm + std.compat.cppm → 预编译 std.pcm
  • 跨项目缓存：编译一次，所有项目复用
  • 用户零配置

5. 内置 GCC 16 + LLVM 20 双编译器

  • GCC 16.1.0（最新 C++23/26 特性）
  • GCC 15.1.0-musl（全静态二进制）
  • LLVM/Clang 20.1.7（libc++ + clang-scan-deps）
  • 通过 mcpp toolchain install 一键安装，多版本共存

二、构建系统特性

6. C++20/23 模块原生支持

  • 模块接口单元（.cppm）+ 实现单元（.cpp）
  • 模块分区（export module X:Y）完整支持
  • 多模块项目自动依赖图分析
  • import std / import std.compat 自动处理

7. 模块感知增量构建（三层优化）

  • P0 前端脏检查：输入未变则跳过整个 prepare_build
  • P1 逐文件 dyndep：只重编变化的模块（P1689 格式）
  • P2 BMI restat：接口未变时 copy-if-different 截断级联重编
  • GCC 内置扫描 / Clang 用 clang-scan-deps

8. 指纹化 BMI 缓存

  • 按编译器/标志/标准库/mcpp版本/锁文件哈希生成指纹
  • 跨项目共享：同指纹的 std.gcm / std.pcm 只编译一次
  • 多指纹 LRU 淘汰（避免缓存无限膨胀）
  • 布局：~/.mcpp/bmi/<fingerprint>/deps/<index>/<pkg>@<ver>/

9. Ninja 后端

  • 自动生成 build.ninja
  • dyndep 动态依赖支持（GCC P1689 + Clang scan-deps）
  • 增量构建 + 并行编译
  • restat 规则防止 BMI 级联重编

10. compile_commands.json

  • 每次构建自动生成
  • clangd / ccls / VS Code 即用
  • 内容变化时才重写（避免 IDE 频繁重索引）
  • C 和 C++ 编译命令分别追踪

11. C 语言一等支持

  • .c 文件自动检测，用对应的 C 编译器编译
  • 支持混合 C/C++ 项目（如 mbedtls 108 个 .c 文件 + C++ 模块）
  • 可配置 [build].c_standard 和 [build].cflags
  • 编译器自动推导：g++ → gcc，clang++ → clang

三、包管理与依赖

12. SemVer 依赖解析

  • 支持 ^（兼容）、~（补丁）、>=/< 范围、精确版本
  • 三级解析：
    • Level 2：约束合并（重叠区间取交集）
    • Level 1：多版本共存（模块名 mangling 回退）
    • Level 0：精确匹配
  • 传递依赖自动递归解析

13. 锁文件（mcpp.lock）

  • v2 格式：包含 [indices.<name>] 索引快照 + 每包 namespace 字段
  • mcpp build/run/test/pack 只读锁，不联网
  • mcpp update 重新解析写回锁
  • v1 → v2 自动迁移

14. 命名空间系统

  • 默认命名空间 mcpplibs
  • 自定义命名空间：[dependencies.myteam] foo = "1.0"
  • CLI 格式：mcpp add myteam:foo@1.0
  • 兼容旧版点号格式：mcpplibs.cmdline

15. 自定义包索引（v0.0.15）

  • [indices] 在 mcpp.toml 中配置自定义索引仓库
  • 支持 git URL / 本地路径 / tag / rev / branch
  • 项目级隔离：自定义索引在 .mcpp/ 下，不污染全局
  • 内置 mcpplibs 走全局路径，其他走项目级
  • mcpp index list/update/pin/unpin CLI 命令
  • Workspace 成员自动继承根项目的 [indices]

16. 依赖来源

  • 索引：mcpplibs 官方 + 自定义 index 仓库
  • Git：git = "https://..." 直接引用
  • 本地路径：path = "../core" 开发联调
  • Workspace 继承：.workspace = true 版本由根统一管理

四、工具链管理

17. 一键安装多版本编译器

  • mcpp toolchain install gcc 16
  • mcpp toolchain install llvm 20
  • mcpp toolchain install musl-gcc 15
  • 版本部分匹配：gcc 15 → 自动选最高 15.x.y

18. 多工具链共存 & 切换

  • mcpp toolchain list 查看已安装
  • mcpp toolchain default gcc@16.1.0 设置默认
  • mcpp.toml 中按平台指定：linux = "gcc@16", macos = "llvm@20"
  • 按 target triple 覆盖：[target.x86_64-linux-musl] toolchain = "gcc@15.1.0-musl"

19. 隔离沙盒环境

  • 所有工具链安装在 ~/.mcpp/registry/ 下
  • 不影响系统 PATH 或全局包管理器
  • 包含 ninja、patchelf、binutils 等构建依赖
  • xlings 提供底层管理能力

20. GCC + Clang 编译管线平权

  • 同一套 BmiTraits 抽象层驱动两种编译器
  • GCC：gcm.cache/*.gcm，单步编译，内置 P1689 扫描
  • Clang：pcm.cache/*.pcm，两步 --precompile + -c，外部 clang-scan-deps
  • 指纹不同 → 缓存自动隔离，互不干扰

五、打包与发布

21. mcpp pack — 三种打包模式

  • static：musl 全静态 ELF，单文件可分发，无 glibc 依赖
  • bundle-project（默认）：捆绑项目第三方 .so
  • bundle-all：捆绑所有动态依赖（含 libc/libstdc++）
  • 自动 patchelf 修正 RPATH
  • 支持 --format tar|dir 输出格式

22. mcpp publish — 包发布

  • 生成 xpkg.lua 描述符
  • --dry-run 预览，--allow-dirty 跳过 git 检查
  • 支持多平台（linux/macosx/windows）artifact 声明

23. musl 全静态二进制

  • mcpp 自身的 release 二进制就是 musl 全静态的
  • mcpp pack --mode static 用户项目也能全静态打包
  • 适合容器部署 / 嵌入式 / 无 glibc 环境

六、工作空间（Workspace）

24. 多包工作空间

  • [workspace] members = ["libs/*", "apps/*"]
  • 统一锁文件 + 统一 target 目录
  • 选择性构建：mcpp build -p member-name
  • 自动 cwd 检测：在成员目录也能找到 workspace 根

25. 版本统一管理

  • [workspace.dependencies] 声明共享版本
  • 成员用 .workspace = true 继承
  • 成员可覆盖（member-level override）

26. 配置继承

  • 工具链、构建标志、target 覆盖从根级联到成员
  • [indices] 自动继承（v0.0.15）
  • 成员有声明则优先用自己的

七、开发体验

27. mcpp new 项目脚手架

  • 生成 mcpp.toml + src/ 目录结构
  • 模板包含 import std; 示例

28. mcpp run [-- args...]

  • 构建 + 运行，args 透传给可执行文件

29. mcpp test [-- args...]

  • 自动发现 tests/**/*.cpp，构建并运行
  • 支持 workspace 成员选择性测试
  • 测试参数透传

30. mcpp search <keyword>

  • 在已配置的索引中搜索包

31. mcpp add / remove / update

  • mcpp add gtest@1.15.2 — 添加依赖到 mcpp.toml
  • mcpp remove gtest — 移除
  • mcpp update [pkg] — 重新解析版本约束

32. 错误码解释

  • mcpp explain E0001 — 查看错误详细描述
  • 5 个错误码：E0001(依赖名不匹配)、E0002(模块未提供)、E0003(版本不满足)、E0004(工具链 pin 不匹配)、E0005(BMI 缓存损坏)

33. 自诊断

  • mcpp self doctor — 环境健康检查
  • mcpp self env — 打印路径和配置
  • mcpp self config --mirror CN|GLOBAL — 切换镜像

八、平台支持

34. Linux x86_64（完整支持）

  • GCC (glibc) ✅ + GCC (musl) ✅ 默认
  • Clang/LLVM ✅（v0.0.14 达到 GCC 平权）
  • CI 自动验证

35. Clang/LLVM Linux 平权（v0.0.14）

  • 12 个 Blocker 全部解决
  • import std + import std.compat ✅
  • 多模块 dyndep 增量构建 ✅
  • BMI 缓存 ✅
  • 6 个专用 E2E 测试

36. 跨平台路线

  • macOS Apple Clang（复用 clang.cppm）
  • Windows Clang-cl
  • Windows MSVC（.ifc 格式 + /std:c++latest）
  • BmiTraits 抽象层已为多编译器预留扩展点

九、技术架构

37. 43+ 个 C++23 模块

  • 全模块化，无 .h 头文件
  • 模块分层：cli / build / pm / toolchain / modgraph / pack / ui / xlings
  • 每个子系统独立模块，import 关系清晰

38. xlings 集成抽象层

  • src/xlings.cppm：统一的 xlings 命令构建 + NDJSON 事件解析
  • 支持全局模式 + 项目级模式（XLINGS_PROJECT_DIR）
  • 镜像配置（CN/GLOBAL）
  • 沙盒引导：自动安装 xlings + ninja + patchelf

39. 模块图分析

  • src/modgraph/scanner.cppm：源码扫描 import/export module 声明
  • src/modgraph/graph.cppm：构建模块依赖图
  • src/modgraph/validate.cppm：检测循环依赖、重复模块名
  • src/modgraph/p1689.cppm：P1689 JSON 格式输出

40. 版本约束求解器

  • src/version_req.cppm：SemVer 语法解析
  • src/pm/resolver.cppm：约束合并 + 版本选择
  • src/pm/mangle.cppm：Level 1 多版本模块名 mangling

十、CI/CD 与自动化

41. GitHub Actions CI

  • 自举构建：mcpp 用 mcpp 构建自己
  • E2E 测试套件：40+ 个测试脚本
  • 缓存优化：xlings 工具链 + BMI 缓存
  • 单 workflow，15-20 分钟完成

42. 安装脚本

  • install.sh：一键安装到 ~/.mcpp/
  • 自动加入 shell PATH（bash/zsh/fish）
  • 支持 xlings 安装方式和直接 curl 安装