??? Carbon Language

Google 新推出 Carbon 語言，聞要成為 C++ 的接班人，基于 LLVM 現(xiàn)代編譯器框架開發(fā)。這么利害，那么就來學一下這種語言使用的默認構(gòu)建工具，Bazel，這是大型項目的構(gòu)建工具，快速、高效，只編譯需要構(gòu)建的文件，支持多種語言。單一可執(zhí)行文件，自動下載依賴工具。可根據(jù)項目需要伸縮、擴展。

C++ 引入外部依賴的方式可以大致分為兩類：二進制依賴，或源碼依賴。前者有 ABI 兼容問題，不支持更換平臺或系統(tǒng)，所有的二進制文件都需要為不同平臺重新編譯；后者的缺點是，第一次構(gòu)建的時候需要編譯所有代碼，比較耗時。Google 推崇第二種依賴方式，所以才會那么在乎 Bazel 的編譯速度。

? ? A rule is a function, and a target is a function call

Bazel 規(guī)則（Rule）就是一個函數(shù)，BUILD 腳本文件中可以直接使用，這是 Python 腳本的簡化版。內(nèi)置規(guī)則有 genrule、cc_binary、cc_library、java_binary、py_library 等等，Target 就是調(diào)用規(guī)則，并且相應產(chǎn)生輸出。

規(guī)則 rule 也是函數(shù)，擁有函數(shù)的大部分特性，但相比函數(shù)，受到了更多的約束。比如 load 是函數(shù)但不是規(guī)則，load 用于從其他文件載入規(guī)則，load 不能用于規(guī)則中。又如 glob 是函數(shù)，用于查找與路徑規(guī)則匹配的文件。

[Action Graph](https://u98yad7iy.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/imgsbed/2021/11/05/10-27-23-bazel_out-177ed5b6632.jpg)

Bazel 的執(zhí)行分為三個階段：

• ?**Loading**，加載 Bazel 腳本文件，WORKSPACE、BUILD、bzl 文件；

• ?**Analysis**，解析所有腳本并生成 Action Graph。解析過程包含外部資源下載，本地資源準備等；

• ?**Execution**，執(zhí)行 Action Graph 以生成目標文件；

動作（action）是 Bazel 中最小的執(zhí)行單元，一般用于將輸入文件轉(zhuǎn)換為合適的輸出文件，比如將 C/C++?文件轉(zhuǎn)換為 .o 或 .a 文件。動作可以沒有輸入文件，但至少有一個輸出文件。BUILD 腳本中一個 target 對應一個或多個動作，Bazel 會自動將 target 解析為動作并在執(zhí)行階段執(zhí)行。

Action Graph 執(zhí)行過程中，由動作生成的目標文件會被集中緩存。再次編譯時，只有依賴文件被修改的目標才會被更新，這一點和 CMake 一致。Bazel 可以設(shè)置遠程緩存與分布式編譯環(huán)境。

Bazel 編譯生成的緩存文件一般保存在項目目錄下以 bazel-* 為名稱的目錄下，所以盡量不要在項目中創(chuàng)建類似名稱的文件夾，避免和緩存文件夾沖突。

Bazel 官方代碼倉庫包含了文檔和示范用例，整個工程包含多個 BUILD 腳本，項目工作目錄頂層向子目錄深入，例如 example/cpp 目錄包含的 C++ 演示案例。這些腳本就是 Python 腳本的簡化版：

Bazel 稱工程中的子目錄為 package，例如 example 目錄下的 BUILD 腳本定義其為 public：

可以使用 query 查詢工程子目錄下的構(gòu)建配置信息。然后，執(zhí)行 build 或 test 進行構(gòu)建或測試。指定構(gòu)建目標，指定 target 是 BUILD 配置的各種庫、程序目標的 name 屬性內(nèi)容?？梢园暾捻椖磕夸浡窂?，以斜杠開頭，路徑后跟冒號接 target 名稱。如果在 target 的所在目錄，也可以省略路徑信息：

Carbon 語言當前的實現(xiàn)稱為 Explorer，官方提供在線體驗網(wǎng)站，它是基于 LLVM 現(xiàn)代編譯器框架開發(fā)的一個前端編譯器，按以下操作可以從源代碼編譯：

本地已經(jīng)安裝 LLVM 編譯器的情況下，Bazel 還會根據(jù)配置文件下載和配置 llvm-project。這可能由于網(wǎng)絡(luò)不暢通而不能下載到依賴工具，從而導致編譯失敗。需要手動解決，安裝 LLVM Project 到提示的目錄下：

llvm-raw 目錄下存放的是下載好的 llvm-project 倉庫原始文件，使用它時會復制到需要的位置使用。獲取 LLVM 工具的過程中，會使用到 llvm-project-overlay 創(chuàng)建目錄鏈接，將原始文件鏈接到工作目錄。目前穩(wěn)定版 Bazel 6.0.0，如果使用 Nightly 版本，可能導致以上錯誤。

可以嘗試深度清理緩存文件：

? ? bazel clean --expunge

輸出的錯誤信息顯示，在 llvm-project-overlay 鏈接目錄時遇到有目錄沖突，可以是 Windows 平臺下兼容問題沒處理好，對 llvm-raw/utils/bazel/overlay_directories.py 做一下小手術(shù)，添加目錄存在與否的條件判斷，避免對已經(jīng)存在的目錄做鏈接：

但還是不行，目前 Windows 系統(tǒng)上體驗 Carbon 只能進入 WSL 系統(tǒng)。

參考

• -?[Carbon programming language](https://github.com/carbon-language/carbon-lang)

• - [Compiler Explorer](https://carbon.compiler-explorer.com)

• - [Bazel - Build and test tool](https://github.com/bazelbuild/bazel)

• - [The LLVM Project](https://github.com/llvm/llvm-project)

• - [Bazel vs. CMake](https://yearn.xyz/posts/tools/bazelcmake/)

• - [Building on Windows](https://github.com/carbon-language/carbon-lang/issues/298)