Instructivo de Bazel: Configura cadenas de herramientas de C++

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En este instructivo, se usa una situación de ejemplo para describir cómo configurar cadenas de herramientas de C++ para un proyecto. Se basa en un proyecto de ejemplo en C++ que se compila sin errores con clang.

Qué aprenderás

En este instructivo, aprenderás a hacer lo siguiente:

  • Configura el entorno de compilación
  • Configura la cadena de herramientas de C++
  • Crea una regla de Starlark que proporcione una configuración adicional para cc_toolchain, de modo que Bazel pueda compilar la aplicación con clang.
  • Ejecuta bazel build --config=clang_config //main:hello-world en una máquina de Linux para confirmar el resultado esperado
  • Compila la aplicación de C++

Antes de comenzar

Configura el entorno de compilación

En este instructivo, se supone que estás en Linux y compilaste correctamente aplicaciones de C++ e instalaste las herramientas y bibliotecas adecuadas. En el instructivo, se usa clang version 9.0.1, que puedes instalar en tu sistema.

Configura tu entorno de compilación de la siguiente manera:

  1. Si aún no lo hiciste, descarga e instala Bazel 0.23 o una versión posterior.

  2. Descarga el proyecto de ejemplo en C++ desde GitHub y colócalo en un directorio vacío de tu máquina local.

  3. Agrega el siguiente destino cc_binary al archivo main/BUILD:

    cc_binary(
    name = "hello-world",
    srcs = ["hello-world.cc"],
)

  4. Crea un archivo .bazelrc en la raíz del directorio del espacio de trabajo con el siguiente contenido para habilitar el uso de la marca --config:

    # Use our custom-configured c++ toolchain.

build:clang_config --crosstool_top=//toolchain:clang_suite

# Use --cpu as a differentiator.

build:clang_config --cpu=k8

# Use the default Bazel C++ toolchain to build the tools used during the
# build.

build:clang_config --host_crosstool_top=@bazel_tools//tools/cpp:toolchain

Para una entrada build:{config_name} --flag=value, la marca de línea de comandos --config={config_name} está asociada con esa marca en particular. Consulta la documentación para conocer las marcas que se usan: crosstool_top, cpu y host_crosstool_top.

Cuando compilas tu objetivo con bazel build --config=clang_config //main:hello-world, Bazel usa tu cadena de herramientas personalizada del //toolchain:clang_suite cc_toolchain_suite. El paquete puede enumerar diferentes cadenas de herramientas para diferentes CPUs, y por eso se diferencia con la marca --cpu=k8.

Debido a que Bazel usa muchas herramientas internas escritas en C++ durante la compilación, como process-wrapper, se especifica la cadena de herramientas preexistente predeterminada de C++ para la plataforma host, de modo que estas herramientas se compilen con esa cadena de herramientas en lugar de la que se creó en este instructivo.

Configura la cadena de herramientas de C++

Para configurar la cadena de herramientas de C++, compila la aplicación de forma repetida y elimina cada error uno por uno como se describe a continuación.

  1. Ejecuta la compilación con el siguiente comando:

    bazel build --config=clang_config //main:hello-world

    Debido a que especificaste --crosstool_top=//toolchain:clang_suite en el archivo .bazelrc, Bazel arroja el siguiente error:

    No such package `toolchain`: BUILD file not found on package path.

    En el directorio del lugar de trabajo, crea el directorio toolchain para el paquete y un archivo BUILD vacío dentro del directorio toolchain.

  2. Vuelve a ejecutar la compilación. Debido a que el paquete toolchain aún no define el destino clang_suite, Bazel arroja el siguiente error:

    No such target '//toolchain:clang_suite': target 'clang_suite' not declared
in package 'toolchain' defined by .../toolchain/BUILD

    En el archivo toolchain/BUILD, define un grupo de archivos vacío de la siguiente manera:

    package(default_visibility = ["//visibility:public"])

filegroup(name = "clang_suite")

  3. Vuelve a ejecutar la compilación. Bazel arroja el siguiente error:

    '//toolchain:clang_suite' does not have mandatory providers: 'ToolchainInfo'

    Bazel descubrió que la marca --crosstool_top apunta a una regla que no proporciona el proveedor ToolchainInfo necesario. Por lo tanto, debes dirigir --crosstool_top a una regla que proporcione ToolchainInfo, es decir, la regla cc_toolchain_suite. En el archivo toolchain/BUILD, reemplaza el grupo de archivos vacío por lo siguiente:

    cc_toolchain_suite(
    name = "clang_suite",
    toolchains = {
        "k8": ":k8_toolchain",
    },
)

    El atributo toolchains asigna automáticamente los valores --cpu (y también --compiler cuando se especifica) a cc_toolchain. Aún no has definido ningún destino cc_toolchain, y Bazel se quejará al respecto próximamente.

  4. Vuelve a ejecutar la compilación. Bazel arroja el siguiente error:

    Rule '//toolchain:k8_toolchain' does not exist

    Ahora debes definir objetivos cc_toolchain para cada valor del atributo cc_toolchain_suite.toolchains. Agrega lo siguiente al archivo toolchain/BUILD:

    filegroup(name = "empty")

cc_toolchain(
    name = "k8_toolchain",
    toolchain_identifier = "k8-toolchain",
    toolchain_config = ":k8_toolchain_config",
    all_files = ":empty",
    compiler_files = ":empty",
    dwp_files = ":empty",
    linker_files = ":empty",
    objcopy_files = ":empty",
    strip_files = ":empty",
    supports_param_files = 0,
)

  5. Vuelve a ejecutar la compilación. Bazel arroja el siguiente error:

    Rule '//toolchain:k8_toolchain_config' does not exist

    A continuación, agrega un destino ":k8_toolchain_config" al archivo toolchain/BUILD:

    filegroup(name = "k8_toolchain_config")

  6. Vuelve a ejecutar la compilación. Bazel muestra el siguiente error:

    '//toolchain:k8_toolchain_config' does not have mandatory providers:
'CcToolchainConfigInfo'

    CcToolchainConfigInfo es un proveedor que usas para configurar tus cadenas de herramientas de C++. Para corregir este error, crea una regla de Starlark que proporcione CcToolchainConfigInfo a Bazel creando un archivo toolchain/cc_toolchain_config.bzl con el siguiente contenido:

    def _impl(ctx):
    return cc_common.create_cc_toolchain_config_info(
        ctx = ctx,
        toolchain_identifier = "k8-toolchain",
        host_system_name = "local",
        target_system_name = "local",
        target_cpu = "k8",
        target_libc = "unknown",
        compiler = "clang",
        abi_version = "unknown",
        abi_libc_version = "unknown",
    )

cc_toolchain_config = rule(
    implementation = _impl,
    attrs = {},
    provides = [CcToolchainConfigInfo],
)

    cc_common.create_cc_toolchain_config_info() crea el proveedor CcToolchainConfigInfo necesario. Para usar la regla cc_toolchain_config, agrega una sentencia de carga a toolchains/BUILD:

    load(":cc_toolchain_config.bzl", "cc_toolchain_config")

    Y reemplaza el grupo de archivos "k8_toolchain_config" por una declaración de una regla cc_toolchain_config:

    cc_toolchain_config(name = "k8_toolchain_config")

  7. Vuelve a ejecutar la compilación. Bazel muestra el siguiente error:

    .../BUILD:1:1: C++ compilation of rule '//:hello-world' failed (Exit 1)
src/main/tools/linux-sandbox-pid1.cc:421:
"execvp(toolchain/DUMMY_GCC_TOOL, 0x11f20e0)": No such file or directory
Target //:hello-world failed to build`

    En este punto, Bazel tiene suficiente información para intentar compilar el código, pero aún no sabe qué herramientas usar para completar las acciones de compilación requeridas. Modificarás la implementación de la regla de Starlark para indicarle a Bazel qué herramientas usar. Para ello, necesitas el constructor tool_path() de @bazel_tools//tools/cpp:cc_toolchain_config_lib.bzl:

    # toolchain/cc_toolchain_config.bzl:
# NEW
load("@bazel_tools//tools/cpp:cc_toolchain_config_lib.bzl", "tool_path")

def _impl(ctx):
    tool_paths = [ # NEW
        tool_path(
            name = "gcc",
            path = "/usr/bin/clang",
        ),
        tool_path(
            name = "ld",
            path = "/usr/bin/ld",
        ),
        tool_path(
            name = "ar",
            path = "/usr/bin/ar",
        ),
        tool_path(
            name = "cpp",
            path = "/bin/false",
        ),
        tool_path(
            name = "gcov",
            path = "/bin/false",
        ),
        tool_path(
            name = "nm",
            path = "/bin/false",
        ),
        tool_path(
            name = "objdump",
            path = "/bin/false",
        ),
        tool_path(
            name = "strip",
            path = "/bin/false",
        ),
    ]
    return cc_common.create_cc_toolchain_config_info(
        ctx = ctx,
        toolchain_identifier = "local",
        host_system_name = "local",
        target_system_name = "local",
        target_cpu = "k8",
        target_libc = "unknown",
        compiler = "clang",
        abi_version = "unknown",
        abi_libc_version = "unknown",
        tool_paths = tool_paths, # NEW
    )

    Asegúrate de que /usr/bin/clang y /usr/bin/ld sean las rutas correctas para tu sistema.

  8. Vuelve a ejecutar la compilación. Bazel arroja el siguiente error:

     ..../BUILD:3:1: undeclared inclusion(s) in rule '//main:hello-world':
 this rule is missing dependency declarations for the following files included by 'main/hello-world.cc':
 '/usr/include/c++/9/ctime'
 '/usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/9/bits/c++config.h'
 '/usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/9/bits/os_defines.h'
 ....

    Bazel necesita saber dónde buscar los encabezados incluidos. Hay varias formas de resolver esto, como usar el atributo includes de cc_binary, pero aquí se resuelve a nivel de la cadena de herramientas con el parámetro cxx_builtin_include_directories de cc_common.create_cc_toolchain_config_info. Ten en cuenta que, si usas una versión diferente de clang, la ruta de acceso de inclusión será diferente. Estas rutas de acceso también pueden ser diferentes según la distribución.

    Modifica el valor que se muestra en toolchain/cc_toolchain_config.bzl para que se vea de la siguiente manera:

     return cc_common.create_cc_toolchain_config_info(
      ctx = ctx,
      cxx_builtin_include_directories = [ # NEW
        "/usr/lib/llvm-9/lib/clang/9.0.1/include",
        "/usr/include",
      ],
      toolchain_identifier = "local",
      host_system_name = "local",
      target_system_name = "local",
      target_cpu = "k8",
      target_libc = "unknown",
      compiler = "clang",
      abi_version = "unknown",
      abi_libc_version = "unknown",
      tool_paths = tool_paths,
 )

  9. Vuelve a ejecutar el comando de compilación. Verás un error como el siguiente:

    /usr/bin/ld: bazel-out/k8-fastbuild/bin/main/_objs/hello-world/hello-world.o: in function `print_localtime()':
hello-world.cc:(.text+0x68): undefined reference to `std::cout'

    El motivo es que al vinculador le falta la biblioteca estándar de C++ y no puede encontrar sus símbolos. Hay muchas formas de resolver este problema, como usar el atributo linkopts de cc_binary. Aquí, se resuelve asegúrate de que cualquier destino que use la cadena de herramientas no tenga que especificar esta marca.

    Copia el siguiente código en cc_toolchain_config.bzl:

      # NEW
  load("@bazel_tools//tools/build_defs/cc:action_names.bzl", "ACTION_NAMES")
  # NEW
  load(
      "@bazel_tools//tools/cpp:cc_toolchain_config_lib.bzl",
      "feature",
      "flag_group",
      "flag_set",
      "tool_path",
  )

  all_link_actions = [ # NEW
      ACTION_NAMES.cpp_link_executable,
      ACTION_NAMES.cpp_link_dynamic_library,
      ACTION_NAMES.cpp_link_nodeps_dynamic_library,
  ]

  def _impl(ctx):
      tool_paths = [
          tool_path(
              name = "gcc",
              path = "/usr/bin/clang",
          ),
          tool_path(
              name = "ld",
              path = "/usr/bin/ld",
          ),
          tool_path(
              name = "ar",
              path = "/bin/false",
          ),
          tool_path(
              name = "cpp",
              path = "/bin/false",
          ),
          tool_path(
              name = "gcov",
              path = "/bin/false",
          ),
          tool_path(
              name = "nm",
              path = "/bin/false",
          ),
          tool_path(
              name = "objdump",
              path = "/bin/false",
          ),
          tool_path(
              name = "strip",
              path = "/bin/false",
          ),
      ]

      features = [ # NEW
          feature(
              name = "default_linker_flags",
              enabled = True,
              flag_sets = [
                  flag_set(
                      actions = all_link_actions,
                      flag_groups = ([
                          flag_group(
                              flags = [
                                  "-lstdc++",
                              ],
                          ),
                      ]),
                  ),
              ],
          ),
      ]

      return cc_common.create_cc_toolchain_config_info(
          ctx = ctx,
          features = features, # NEW
          cxx_builtin_include_directories = [
              "/usr/lib/llvm-9/lib/clang/9.0.1/include",
              "/usr/include",
          ],
          toolchain_identifier = "local",
          host_system_name = "local",
          target_system_name = "local",
          target_cpu = "k8",
          target_libc = "unknown",
          compiler = "clang",
          abi_version = "unknown",
          abi_libc_version = "unknown",
          tool_paths = tool_paths,
      )

  cc_toolchain_config = rule(
      implementation = _impl,
      attrs = {},
      provides = [CcToolchainConfigInfo],
  )

  10. Si ejecutas bazel build --config=clang_config //main:hello-world, debería compilarse por fin.

Revisa tu trabajo

En este instructivo, aprendiste a configurar una cadena de herramientas básica de C++, pero las cadenas de herramientas son más potentes que este ejemplo simple.

Las conclusiones clave son las siguientes: - Debes especificar una marca --crosstool_top en la línea de comandos que debe apuntar a un cc_toolchain_suite. - Puedes crear un atajo para una configuración en particular con el archivo .bazelrc. - El cc_toolchain_suite puede enumerar cc_toolchains para diferentes CPUs y compiladores. Puedes usar marcas de línea de comandos, como --cpu, para diferenciarlas. - Debes informarle a la cadena de herramientas dónde se encuentran las herramientas. En este instructivo, hay una versión simplificada en la que accedes a las herramientas desde el sistema. Si te interesa un enfoque más independiente, puedes leer sobre los espacios de trabajo aquí. Tus herramientas podrían provenir de un espacio de trabajo diferente y tendrías que hacer que sus archivos estén disponibles para cc_toolchain con dependencias de destino en atributos, como compiler_files. También se debería cambiar tool_paths. - Puedes crear atributos para personalizar qué marcas se deben pasar a diferentes acciones, ya sea la vinculación o cualquier otro tipo de acción.

Lecturas adicionales

Para obtener más información, consulta Configuración de la cadena de herramientas de C++.