C++ 工具链配置

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概览

要使用正确的选项调用编译器,Bazel 需要 编译器内部结构,例如 include 目录和重要标志。 换句话说,Bazel 需要一个简化的编译器模型来了解其工作原理。

Bazel 需要知道以下信息:

  • 编译器是否支持 thinLTO、模块、动态链接或 PIC (位置无关代码)。
  • 所需工具(例如 gcc、ld、ar、objcopy 等)的路径。
  • 内置系统包含目录。Bazel 需要使用它们来验证 在 BUILD 文件。
  • 默认的 sysroot。
  • 用于编译、链接和归档的标志。
  • 用于支持的编译模式(opt、dbg、fastboot)的标志。
  • 创建编译器专门所需的变量。

如果编译器支持多个架构,则 Bazel 需要配置 。

CcToolchainConfigInfo 是一个提供程序,提供必要级别的 用于配置 Bazel C++ 规则的行为的粒度。默认情况下,Bazel 会自动为您的 build 配置 CcToolchainConfigInfo,但您也可以选择手动进行配置。为此,您需要一个提供 CcToolchainConfigInfo 的 Starlark 规则,并且需要将 cc_toolchaintoolchain_config 属性指向您的规则。您可以通过调用CcToolchainConfigInfo cc_common.create_cc_toolchain_config_info()。 您可以在 @rules_cc//cc:cc_toolchain_config_lib.bzl

当 C++ 目标进入分析阶段时,Bazel 会根据 BUILD 文件选择适当的 cc_toolchain 目标,并从 cc_toolchain.toolchain_config 属性中指定的目标中获取 CcToolchainConfigInfo 提供程序。cc_toolchain 目标 通过 CcToolchainProvider 将这些信息传递给 C++ 目标。

例如,由 cc_binarycc_library 等规则实例化的编译或链接操作需要以下信息:

  • 要使用的编译器或链接器
  • 编译器/链接器的命令行标记
  • 通过 --copt/--linkopt 选项传递的配置标志
  • 环境变量
  • 执行操作的沙盒中所需的工件

除沙盒中所需的工件外,上述所有信息均 在 cc_toolchain 指向的 Starlark 目标中指定。

要传送到沙盒的工件在 cc_toolchain 中声明。 目标。例如,借助 cc_toolchain.linker_files 属性,您可以 指定要装入沙盒的链接器二进制文件和工具链库。

工具链选择

工具链选择逻辑的运作方式如下:

  1. 用户在 BUILD 文件中指定 cc_toolchain_suite 目标,并使用 --crosstool_top 选项将 Bazel 指向该目标。

  2. cc_toolchain_suite 目标引用了多个工具链。通过 --cpu--compiler 标志的值决定了 工具链,可以仅基于 --cpu 标志值进行选择,或者 基于联合 --cpu | --compiler 值。选择流程如下:

    • 如果指定了 --compiler 选项,Bazel 会使用 --cpu | --compilercc_toolchain_suite.toolchains 属性中选择相应的条目。如果 Bazel 找不到相应的条目,则会抛出错误。

    • 如果未指定 --compiler 选项,则 Bazel 会 cc_toolchain_suite.toolchains 中的相应条目 属性只使用 --cpu

    • 如果未指定任何标志,Bazel 会检查主机系统,并根据其发现结果选择 --cpu 值。请参阅 检查机制代码

选择工具链后,相应的 featureaction_config Starlark 规则中的对象来控制 build 的配置(即 )。这些消息允许 而无需修改 Bazel 中的成熟 C++ 功能 Bazel 二进制文件。C++ 规则支持多个唯一操作(详细说明) Bazel 源代码中的方法。

功能

功能是指需要命令行标记、操作 执行环境限制条件,或依赖项更改。功能可以很简单,例如允许 BUILD 文件选择标志的配置(例如 treat_warnings_as_errors),或与 C++ 规则交互,并在编译中添加新的编译操作和输入(例如 header_modulesthin_lto)。

理想情况下,CcToolchainConfigInfo 应包含一个功能列表,其中每个功能都由一个或多个标志组组成,每个标志组都定义了适用于特定 Bazel 操作的标志列表。

地图项按名称指定,以便与 Starlark 完全分离 根据 Bazel 版本创建规则配置。换句话说,Bazel 版本 影响 CcToolchainConfigInfo 配置的行为,前提是这些 无需使用新功能。

您可以通过以下某种方式启用某项功能:

  • 地图项的 enabled 字段设置为 true
  • Bazel 或规则所有者明确启用它。
  • 用户可以通过 --feature Bazel 选项或 features 规则属性启用它。

功能可以相互依赖,具体取决于命令行标志、BUILD 文件 设置和其他变量。

地图项关系

通常,依赖项是直接通过 Bazel 进行管理的,Bazel 只会强制执行要求并管理构建中定义的功能固有的冲突。借助工具链规范,您可以使用更精细的约束条件,直接在用于管理功能支持和扩展的 Starlark 规则中使用。它们是:

限制条件 说明
requires = [
   feature_set (features = [
       'feature-name-1',
       'feature-name-2'
   ]),
]
功能级。只有在启用指定的必需功能后,系统才支持此功能。例如,当某项功能仅在特定 build 模式(optdbgfastbuild)下受支持时。如果 `requires` 包含多个 `feature_set`,则只要满足其中任一 `feature_set`(即启用所有指定的功能),系统就会支持该功能。
implies = ['feature']

功能级。此地图项暗示了指定的地图项。 启用某个功能也会隐式启用它隐含的所有功能 (即,以递归方式运行)。

此外,它还可以将常见的部分功能 例如消毒程序的常见组成部分无法停用隐含功能。

provides = ['feature']

功能级。表示此功能是多项互斥备选功能之一。例如,所有过滤器都可以指定 provides = ["sanitizer"]

这样一来,如果用户同时请求两项或更多互斥功能,系统就会列出替代方案,从而改进错误处理。

with_features = [
  with_feature_set(
    features = ['feature-1'],
    not_features = ['feature-2'],
  ),
]
标志集级别。地图项可以使用多个标志集指定多个标志。 如果指定了 with_features,该标志集只会展开 如果至少有一个 with_feature_set,则添加到 build 命令 指定features中的所有特征集的特征 已启用,并且 not_features 中指定的所有功能 一组被停用。 如果未指定 with_features,系统将无条件地对指定的每个操作应用标志集。

操作

操作可让您灵活地修改具体情况 操作执行,而不假定操作的运行方式。action_config 用于指定操作调用的工具二进制文件,而 feature 用于指定配置(标志),这些配置决定了在调用操作时该工具的行为方式。

特征会引用操作,以指示哪些 Bazel 操作 因为操作可以修改 Bazel 操作图。CcToolchainConfigInfo 提供程序包含与标志和工具相关联的操作,例如 c++-compile。通过将操作与功能相关联,为每项操作分配标志。

每个操作名称代表 Bazel 执行的一类操作,例如 编译或链接不过,操作与 Bazel 操作类型之间存在多对一关系,其中 Bazel 操作类型是指实现操作的 Java 类(例如 CppCompileAction)。具体而言,下表中的“汇编器操作”和“编译器操作”均为 CppCompileAction,而链接操作为 CppLinkAction

汇编程序操作

操作 说明
preprocess-assemble 使用预处理进行组装。通常用于 .S 文件。
assemble 在不进行预处理的情况下进行组建。通常适用于 .s 文件。

编译器操作

操作 说明
cc-flags-make-variable CC_FLAGS 传播到 Genrule。
c-compile 编译为 C 语言。
c++-compile 以 C++ 进行编译。
c++-header-parsing 对头文件运行编译器的解析器,以确保头文件是自包含的,否则会产生编译错误。应用 仅适用于支持模块的工具链。
操作 说明
c++-link-dynamic-library 关联包含其所有依赖项的共享库。
c++-link-nodeps-dynamic-library 关联仅包含 cc_library 个来源的共享库。
c++-link-executable 关联最终的可运行库。

AR 操作

AR 操作会通过 ar 将对象文件汇编到归档库 (.a 文件) 中,并将一些语义编码到名称中。

操作 说明
c++-link-static-library 创建静态库(归档)。

LTO 操作

操作 说明
lto-backend 将位码编译为原生对象的 ThinLTO 操作。
lto-index 生成全局索引的 ThinLTO 操作。

使用 action_config

action_config 是一种 Starlark 结构体,用于描述 Bazel 通过指定要在操作期间调用的工具(二进制文件)和 标志。这些标志会对操作的 执行。

action_config() 构造函数包含以下参数:

属性 说明
action_name 此操作对应的 Bazel 操作。 Bazel 使用此属性来发现每项操作的工具和执行 要求。
tools 要调用的可执行文件。应用于该操作的工具将是 列表中的第一个工具,其特征集与 配置。必须提供默认值。
flag_sets 适用于一组操作的标志列表。与地图项相同。
env_sets 适用于一组操作的环境限制条件列表。 与地图项相同。

如前所述的地图项关系所述,action_config 可以要求和暗示其他地图项和 action_config。此行为 与特征类似。

最后两个属性与 因为一些 Bazel 操作需要使用特定标志或 环境变量,目标是避免不必要的 action_config+feature, 对。通常,最好在多个 action_config 中共享单个特征。

不能使用相同的 action_name 定义多个 action_config 。这可以防止工具路径产生歧义 并强制执行 action_config 背后的意图,即操作的属性 工具链中的单个位置都有清楚说明。

使用工具构造函数

action_config 可以通过其 tools 参数指定一组工具。 tool() 构造函数接受以下参数:

字段 说明
path 相关工具的路径(相对于当前位置)。
with_features 特征集列表,其中必须至少要满足其中一个特征集 才能应用此工具。

对于给定的 action_config,仅应用一个 tool 将其工具路径和执行要求添加到 Bazel 操作系统会通过迭代 action_config 上的 tools 属性来选择工具,直到找到具有与功能配置匹配的 with_feature 集的工具(如需了解详情,请参阅本页上文中的功能关系)。您应在工具列表末尾使用默认值 对应的功能。

用法示例

可以结合使用特性和操作来实现 Bazel 操作 具有多样化的跨平台语义的特征。例如,调试符号生成在 macOS 要求在编译操作中生成符号,然后调用 在关联操作期间创建压缩 dsym 归档的专用工具,以及 然后解压缩该归档,以生成应用软件包和 .plist 文件的大小

使用 Bazel 时,此过程可以改为按如下方式实现,其中 unbundle-debuginfo 是 Bazel 操作:

load("@rules_cc//cc:defs.bzl", "ACTION_NAMES")

action_configs = [
    action_config (
        action_name = ACTION_NAMES.cpp_link_executable,
        tools = [
            tool(
                with_features = [
                    with_feature(features=["generate-debug-symbols"]),
                ],
                path = "toolchain/mac/ld-with-dsym-packaging",
            ),
            tool (path = "toolchain/mac/ld"),
        ],
    ),
]

features = [
    feature(
        name = "generate-debug-symbols",
        flag_sets = [
            flag_set (
                actions = [
                    ACTION_NAMES.c_compile,
                    ACTION_NAMES.cpp_compile
                ],
                flag_groups = [
                    flag_group(
                        flags = ["-g"],
                    ),
                ],
            )
        ],
        implies = ["unbundle-debuginfo"],
   ),
]

在使用 fission 的 Linux 或生成 .pdb 文件的 Windows 中,此同一功能的实现方式可能完全不同。例如, 基于 fission 的调试符号生成的实现可能如下所示: 如下:

load("@rules_cc//cc:defs.bzl", "ACTION_NAMES")

action_configs = [
    action_config (
        name = ACTION_NAMES.cpp_compile,
        tools = [
            tool(
                path = "toolchain/bin/gcc",
            ),
        ],
    ),
]

features = [
    feature (
        name = "generate-debug-symbols",
        requires = [with_feature_set(features = ["dbg"])],
        flag_sets = [
            flag_set(
                actions = [ACTION_NAMES.cpp_compile],
                flag_groups = [
                    flag_group(
                        flags = ["-gsplit-dwarf"],
                    ),
                ],
            ),
            flag_set(
                actions = [ACTION_NAMES.cpp_link_executable],
                flag_groups = [
                    flag_group(
                        flags = ["-Wl", "--gdb-index"],
                    ),
                ],
            ),
      ],
    ),
]

标志组

CcToolchainConfigInfo 允许您将标记捆绑到不同的组中,以便 特定用途。您可以在 中使用预定义的变量来指定标志, 标记值内,当将标记添加到 build 命令。例如:

flag_group (
    flags = ["%{output_execpath}"],
)

在这种情况下,标志的内容将替换为操作的输出文件路径。

标志组会按照其显示顺序展开到构建命令中 。

对于添加到 build 命令时需要使用不同值重复的标志,标志组可以迭代类型为 list 的变量。例如, 类型为 list 的变量 include_path

flag_group (
    iterate_over = "include_paths",
    flags = ["-I%{include_paths}"],
)

对于 include_paths 列表中的每个路径元素,会展开为 -I<path>。全部 标志组声明正文中的标志(或 flag_group)会扩展为 一个单元。例如:

flag_group (
    iterate_over = "include_paths",
    flags = ["-I", "%{include_paths}"],
)

对于 include_paths 列表中的每个路径元素,会展开为 -I <path>

一个变量可以重复多次。例如:

flag_group (
    iterate_over = "include_paths",
    flags = ["-iprefix=%{include_paths}", "-isystem=%{include_paths}"],
)

展开为:

-iprefix=<inc0> -isystem=<inc0> -iprefix=<inc1> -isystem=<inc1>

变量可以对应于可使用点表示法访问的结构。例如:

flag_group (
    flags = ["-l%{libraries_to_link.name}"],
)

结构可以嵌套,也可以包含序列。防止名称冲突 为明确指定,您必须通过各个字段指定完整路径。例如:

flag_group (
    iterate_over = "libraries_to_link",
    flag_groups = [
        flag_group (
            iterate_over = "libraries_to_link.shared_libraries",
            flags = ["-l%{libraries_to_link.shared_libraries.name}"],
        ),
    ],
)

条件扩展

标志组支持根据特定变量或其字段的存在情况使用 expand_if_availableexpand_if_not_availableexpand_if_trueexpand_if_falseexpand_if_equal 属性进行条件扩展。例如:

flag_group (
    iterate_over = "libraries_to_link",
    flag_groups = [
        flag_group (
            iterate_over = "libraries_to_link.shared_libraries",
            flag_groups = [
                flag_group (
                    expand_if_available = "libraries_to_link.shared_libraries.is_whole_archive",
                    flags = ["--whole_archive"],
                ),
                flag_group (
                    flags = ["-l%{libraries_to_link.shared_libraries.name}"],
                ),
                flag_group (
                    expand_if_available = "libraries_to_link.shared_libraries.is_whole_archive",
                    flags = ["--no_whole_archive"],
                ),
            ],
        ),
    ],
)

CcToolchainConfigInfo 参考文档

本部分提供了有关 build 变量、功能 成功配置 C++ 规则所需的信息。

CcToolchainConfigInfo 构建变量

以下是 CcToolchainConfigInfo build 变量的参考。

变量 操作 说明
source_file compile 要编译的源文件。
input_file strip 要去除的制品。
output_file compile、strip 编译输出。
output_assembly_file compile 发出的汇编文件。仅当 compile 操作会发出汇编文本,通常在使用 --save_temps 标志。内容与 output_file 相同。
output_preprocess_file compile 预处理后的输出。仅适用于编译 只对源文件进行预处理的操作,通常在使用 --save_temps 标志。其内容与 output_file
includes compile 编译器必须使用的文件序列 包含在编译的源代码中。
include_paths compile 编译程序所在的序列目录 搜索使用 #include<foo.h> 包含的标头 和 #include "foo.h"
quote_include_paths compile -iquote 序列包含 - 编译器在其中搜索使用 #include "foo.h" 包含的头文件的目录。
system_include_paths compile -isystem”序列包括: 编译器会在其中搜索包含的头文件的目录 #include <foo.h>
dependency_file compile 编译器生成的 .d 依赖项文件。
preprocessor_defines compile defines 的序列,例如 --DDEBUG
pic compile 将输出编译为位置无关代码。
gcov_gcno_file compile gcov 覆盖率文件。
per_object_debug_info_file compile 每个对象的调试信息 (.dwp) 文件。
stripopts strip stripopts 的序列。
legacy_compile_flags compile 旧版标志序列 CROSSTOOL 字段,例如 compiler_flagoptional_compiler_flagcxx_flagoptional_cxx_flag
user_compile_flags compile 来自 copt 规则属性或 --copt--cxxopt--conlyopt 标志。
unfiltered_compile_flags compile unfiltered_cxx_flag 旧版 CROSSTOOL 字段或 unfiltered_compile_flags 功能中的标志序列。这些内容不会被 nocopts 规则属性过滤。
sysroot sysroot
runtime_library_search_directories 链接 链接器运行时搜索路径(通常为 使用 -rpath 标志设置)。
library_search_directories 链接 链接器搜索路径中的条目(通常使用 -L 标志)。
libraries_to_link 链接 用于在链接器调用中提供要作为输入进行链接的文件的标志。
def_file_path 链接 在 Windows 上使用 MSVC 时使用的 def 文件的位置。
linker_param_file 链接 由 bazel 创建的链接器参数文件的位置 可突破命令行长度限制。
output_execpath 链接 链接器输出的执行路径。
generate_interface_library 链接 "yes""no",具体取决于是否应生成接口库。
interface_library_builder_path 链接 接口库构建器工具的路径。
interface_library_input_path 链接 接口库 ifso 构建器工具的输入。
interface_library_output_path 链接 使用 ifso 构建器工具生成接口库的路径。
legacy_link_flags 链接 来自旧版 CROSSTOOL 字段的链接器标志。
user_link_flags 链接 来自 --linkoptlinkopts 属性的链接器标志。
linkstamp_paths 链接 提供 linkstamp 路径的 build 变量。
force_pic 链接 此变量的存在表示应生成 PIC/PIE 代码(传递了 Bazel 选项 `--force_pic`)。
strip_debug_symbols 链接 如果存在此变量,则表示调试 符号。
is_cc_test 链接 当前操作为“cc_test”时为真 关联操作,否则为 false。
is_using_fission 编译, 链接, compile, link 如果存在此变量,则表示存在裂解(每个对象的调试信息) 已启用。调试信息将改为位于 .dwo 文件中 的 .o 文件,以及编译器和链接器需要知道这一点。
fdo_instrument_path 编译, 链接, compile, link 存储 FDO 插桩配置文件的目录的路径。
fdo_profile_path compile FDO 配置文件的路径。
fdo_prefetch_hints_path compile 缓存预提取配置文件的路径。
cs_fdo_instrument_path 编译、链接 用于存储上下文感知型 FDO 插桩配置文件的目录的路径。

众所周知的功能

以下是功能及其激活条件的参考文档。

功能 文档
opt | dbg | fastbuild 默认启用,具体取决于编译模式。
static_linking_mode | dynamic_linking_mode 默认处于启用状态,具体取决于关联模式。
per_object_debug_info 如果指定了 supports_fission 功能且 并且当前编译模式是在 --fission 标志。
supports_start_end_lib 如果启用(并设置了选项 --start_end_lib),Bazel 将不会链接到静态库,而是使用 --start-lib/--end-lib 链接器选项直接链接到对象。这样可以加快构建速度,因为 Bazel 无需构建静态库。
supports_interface_shared_libraries 如果启用(并且 --interface_shared_objects 选项为 设置),则 Bazel 会关联将 linkstatic 设置为 对接口共享 False(默认为 cc_test) 库。这样可以加快增量重新链接的速度。
supports_dynamic_linker 启用后,C++ 规则将知道工具链可以生成共享 库。
static_link_cpp_runtimes 启用后,Bazel 将以静态链接形式静态链接 C++ 运行时 模式以及在动态链接模式下动态显示。制品 在 cc_toolchain.static_runtime_lib 中指定或 cc_toolchain.dynamic_runtime_lib 属性(具体取决于 关联模式)。
supports_pic 如果启用此选项,工具链将知道为动态库使用 PIC 对象。 每当需要 PIC 编译时,“pic”变量都会显示。如果未启用 默认情况下,并且传递了 `--force_pic`,则 Bazel 将请求 `supports_pic` 和 确认该功能是否已启用该功能缺失或无法 因此无法使用 `--force_pic`。
static_linking_mode | dynamic_linking_mode 根据关联模式默认处于启用状态。
no_legacy_features 阻止 Bazel 将旧版功能添加到 C++ 配置(如果存在)。请参阅下方的完整功能列表。

旧版功能修补逻辑

为了实现向后兼容性,Bazel 对工具链的功能做出了以下更改:

  • legacy_compile_flags 功能移至工具链顶部
  • default_compile_flags 功能移至工具链顶部
  • 在工具链顶部添加 dependency_file(如果不存在)功能
  • 在工具链顶部添加 pic(如果不存在)功能
  • 在工具链顶部添加 per_object_debug_info(如果不存在)功能
  • 在工具链顶部添加 preprocessor_defines(如果不存在)功能
  • 在工具链顶部添加 includes(如果不存在)功能
  • include_paths(如果不存在)功能添加到工具链的顶部
  • 在工具链顶部添加 fdo_instrument(如果不存在)功能
  • fdo_optimize(如果不存在)功能添加到工具链的顶部
  • cs_fdo_instrument(如果不存在)功能添加到工具链的顶部
  • cs_fdo_optimize(如果不存在)功能添加到工具链的顶部
  • 在工具链顶部添加 fdo_prefetch_hints(如果不存在)功能
  • autofdo(如果不存在)功能添加到工具链的顶部
  • build_interface_libraries(如果不存在)功能添加到工具链的顶部
  • dynamic_library_linker_tool(如果不存在)功能添加到工具链的顶部
  • shared_flag(如果不存在)功能添加到工具链的顶部
  • 在工具链顶部添加 linkstamps(如果不存在)功能
  • output_execpath_flags(如果不存在)功能添加到工具链的顶部
  • 在工具链顶部添加 runtime_library_search_directories(如果不存在)功能
  • library_search_directories(如果不存在)功能添加到工具链的顶部
  • 在工具链顶部添加 archiver_flags(如果不存在)功能
  • 在工具链顶部添加 libraries_to_link(如果不存在)功能
  • 在工具链顶部添加 force_pic_flags(如果不存在)功能
  • 在工具链顶部添加 user_link_flags(如果不存在)功能
  • legacy_link_flags(如果不存在)功能添加到工具链的顶部
  • 在工具链顶部添加 static_libgcc(如果不存在)功能
  • 在工具链顶部添加 fission_support(如果不存在)功能
  • strip_debug_symbols(如果不存在)功能添加到工具链的顶部
  • coverage(如果不存在)功能添加到工具链的顶部
  • 在工具链顶部添加 llvm_coverage_map_format(如果不存在)功能
  • 在工具链顶部添加 gcc_coverage_map_format(如果不存在)功能
  • 向工具链底部添加了 fully_static_link(如果不存在)功能
  • 向工具链底部添加了 user_compile_flags(如果不存在)功能
  • 向工具链底部添加 sysroot(如果不存在)功能
  • 向工具链底部添加了 unfiltered_compile_flags(如果不存在)功能
  • 向工具链底部添加了 linker_param_file(如果不存在)功能
  • 向工具链底部添加了 compiler_input_flags(如果不存在)功能
  • 向工具链底部添加了 compiler_output_flags(如果不存在)功能

这是一个长长的功能列表。我们计划在 Starlark 中的 Crosstool 完成后移除它们。如需了解详情,请参阅 CppActionConfigs 中的实现;对于生产型工具链,不妨考虑添加 no_legacy_features,以使工具链更加独立。