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Android中的Android.bp、Blueprint 和Soong简介_android build soong

作者：我家自动化 | 2024-05-02 22:02:15

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android build soong

0. 前言

随着android工程越来越大，包含的 module 越来越多，以 makefile 组织的项目编译花费的时间越来越多。谷歌在7.0 开始引入了 ninja 进行编译系统的组织。相对于make来说 Ninja 在大的项目管理中速度和并行方面有突出的优势，因此谷歌采用了 Ninja 来取代之前使用的make。

Android 7.0 之后在很多地方出现了 Android.bp 的文件，后缀bp 应该是 blueprint 的意思，本文主要是介绍其由来和简单的语法和其使用方法，以及与其相关的 Blueprint 和 Soong。

1. Blueprint 和Soong

Android 7.0之后希望用 Android.bp 替换Android.mk，bp简单的配置更方便 Ninja 文件的产生，而Blueprint和Soong 就此产生。

Android 利用Blueprint和Soong 来解析bp 文件，经过最终转换为 ninja files。

Blueprint和Soong都是由Golang写的项目。从Android Nougat开始，prebuilts/go/ 目录下新增了Golang所需的运行环境，在编译时使用。

Android.bp以及相关支持，从Android Nougat开始加入，从Android Oreo（8.0）开始默认开启。如果需要在Android Nougat的版本使用，需要在执行编译时添加变量。

make 'USE_SOONG=true'

Android 提供了source code 目录为 build/：

经过试验表明，soong处理后的 bp 文件生成 build.ninja 的同时还包含 out/soong/Android-aosp_arm.mk，这个文件是编译完成后模块的安装脚本，负责将模块安装到对应位置。比如我们现在处理的 vndk 相关 vendor 处理就是在这个目录下进行的。

在 out/soong 目录下有两个文件 .minibootstrap/build.ninja 和 .bootstrap/build.ninja 两个目录。.minibootstrap/build.ninja 主要是用来编译 blueprint 和生成 .bootstrap/build.ninja。而 .bootstrap/build.ninja 主要是生成 soong 相关工具和 out/soong/build.ninja 文件，如下图。

另外，所有Android.mk 文件会编译成 out/build-<product_name>.ninja 文件，如下图。

将 out/soong/build.ninja 和 out/build-<product_name>.ninja 结合起来形成 out/combined-<product_name>.ninja 文件，进入ninja 编译系统，如下图。

Soong是以前 Android 基于make的编译系统的替代品。它以 Android.bp 文件替代Android.mk，Android.bp文件用类似 JSON 的简洁声明来描述需要构建的模块。

2. Android.bp

Android.bp文件设计得非常简洁。没有条件或控制流语言（任何复杂性都在用Go编写的构建逻辑中被处理）。Android.bp文件的语法和语义在可能的情况下有意类似于 Bazel构建文件。

详细的Android.bp 的描述文档看：Android.bp Build Docs (android-8.0.0-r9) · 零壹軒·笔记

语法：

Blueprint文件的语法比较简单，毕竟只是配置文件。

模块

Android.bp文件中的模块以模块类型开头，后跟一组name: value格式的属性：


cc_binary {
    name: "gzip",
    srcs: ["src/test/minigzip.c"],
    shared_libs: ["libz"],
    stl: "none",
}

每个模块必须有name属性，且其值在所有Android.bp文件中必须是唯一的。
关于可用模块类型及其属性列表，参见$OUT_DIR/soong/.bootstrap/docs/soong_build.html.

变量

Android.bp文件可包含顶级变量赋值：


gzip_srcs = ["src/test/minigzip.c"],
cc_binary {
    name: "gzip",
    srcs: gzip_srcs,
    shared_libs: ["libz"],
    stl: "none",
}

变量范围限定为声明它们的文件的其余部分，以及任何子蓝图文件。变量是不可变的，但有一个例外 —— 它们可以附上+= 赋值，但仅在变量被引用之前。

注释

注释方式，与Golang类似。支持行注释//与块注释/* block */。

操作符

除了赋值的 = 以外，只有 +。

类型

变量和属性是强类型的，变量动态地基于首次赋值，属性静态地由模块类型。支持的类型是：

Bool (true or false)
Integers (int)
Strings ("string")
Lists of strings (["string1", "string2"])
Maps ({key1: "value1", key2: ["value2"]})

Map可以是任何类型的值，包括嵌套Map。List和Map在最后一个值后可能有逗号。

默认模块

默认模块可用于在多个模块中重复相同的属性。例如：


cc_defaults {
    name: "gzip_defaults",
    shared_libs: ["libz"],
    stl: "none",
}
cc_binary {
    name: "gzip",
    defaults: ["gzip_defaults"],
    srcs: ["src/test/minigzip.c"],
}

3. 常用工具

一个是格式化工具bpfmt。与gofmt类似，可以格式化Blueprint文件。（其实，代码基本上都是从gofmt复制而来。）

例如，格式化当前目录及其递归子目录下的所有Android.bp：

bpfmt -w .

另一个是androidmk，负责转换Android.mk为Android.bp。其实，现阶段没有必要学会写Android.bp，通过写Android.mk来转换也行。

androidmk Android.mk > Android.bp

5. Android.mk 和Android.bp 的区别

Android.mk 是 Makefile 的一种形式，同样采用的是 DSL(Domain Specific Language)，包括不同的规则、条件、分支、循环等复杂的控制等等。详细看另一篇《Makefile (一)之简介》
Android.bp 是在 android 7.0 之后使用，是一种简单的配置文件，并不像makefile 有条件、分支、循环等控制，也没有运算、逻辑等操作
Android.mk 文件通常具有多个具有相同名称的模块（如：库的静态和共享版本，或主机和设备版本）
Android.bp文件需要每个模块有唯一的名称，但是可以在多个变体中构建单个模块，如通过添加 host_supported: true。androidmk转换器会生成多个冲突的模块，必须通过处理单个模块的target: { android: { }, host: { } }块里的差异来手动解决

6. 单独编译Blueprint

启用Soong以后，在 Android 编译最开始的准备阶段，会执行 build/soong/soong.bash 进行环境准备。其中会先编译、安装 Blueprint 到 out目录下。也就是说，在编译Android项目时，Android.bp 相关工具链会自动编译，无需费神。

Soong是与Android强关联的一个项目，而Blueprint则相对比较独立，可以单独编译、使用。

编译Blueprint，首先要具备Golang环境。然后，按照以下步骤执行命令。


go get github.com/google/blueprint
cd $GOPATH/src/github.com/google/blueprint
./bootstrap.bash
./blueprint.bash
ls bin

在新生成的bin目录中，包含4个可执行文件：

bpfmt
bpmodify
microfactory
minibp

7. 工具链关系

Android.mk、Android.bp、Soong、Blueprint、Ninja，它们之间到底有什么关系？以下用简单的方式表达这几个概念之间的作用关系。


Android.bp --> Blueprint --> Soong --> Ninja
Makefile or Android.mk --> kati --> Ninja
 
(Android.mk --> Soong --> Blueprint --> Android.bp)

Blueprint是生成、解析Android.bp的工具，是Soong的一部分。 Soong则是专为Android编译而设计的工具，Blueprint只是解析文件的形式，而Soong则解释内容的含义。

Android.mk可以通过Soong提供的androidmk转换成Android.bp，但仅限简单配置。目前Oreo的编译流程中，仍然是使用kati来做的转换。

现存的Android.mk、既有的Android.bp，都会分别被转换成Ninja。从Android.mk与其它Makefile，会生成out/build-<product_name>.ninja文件。而从Android.bp，则会生成out/soong/build.ninja。此外，还会生成一个较小的out/combined-<product_name>.ninja文件，负责把二者组合起来，作为执行入口。

最终，Ninja文件才是真正直接控制源码编译的工具。

8. Android.mk 转Android.bp 实例

下面，以一个AOSP上的简单模块，system/core/sdcard/Android.mk，来做为案例。


    LOCAL_PATH := $(call my-dir)
 
    include $(CLEAR_VARS)
 
    LOCAL_SRC_FILES := sdcard.cpp fuse.cpp
    LOCAL_MODULE := sdcard
    LOCAL_CFLAGS := -Wall -Wno-unused-parameter -Werror
    LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libbase libcutils libminijail libpackagelistparser
 
    LOCAL_SANITIZE := integer
 
    include $(BUILD_EXECUTABLE)

这是一个编译二进制可执行文件的小模块，内容非常简单。通过执行androidmk Android.mk > Android.bp，可以转换成Android.bp。


    cc_binary {
        srcs: [
            "sdcard.cpp",
            "fuse.cpp",
        ],
        name: "sdcard",
        cflags: [
            "-Wall",
            "-Wno-unused-parameter",
            "-Werror",
        ],
        shared_libs: [
            "libbase",
            "libcutils",
            "libminijail",
            "libpackagelistparser",
        ],
        sanitize: {
            misc_undefined: ["integer"],
        },
    }

可以看出，虽然行数变多，但其实含义更明确了。这个名为 sdcard 的模块，源码有两个cpp文件，依赖库有四个。 cc_binary，就相当于include $(BUILD_EXECUTABLE)。转换前后，该有的信息都在，只是表达方式变化了而已。

注意：如果Android.mk中包含复杂的逻辑，则转换结果会有问题，详见结果文件中的注释。目前来看，Android.mk 中一些变量，bp 还没有对应起来，例如：


// ANDROIDMK TRANSLATION ERROR: unsupported assignment to LOCAL_STATIC_ANDROID_LIBRARIES
// LOCAL_STATIC_ANDROID_LIBRARIES := android-support-v4      android-support-v13      android-support-v7-preference      android-support-v14-preference
 
// ANDROIDMK TRANSLATION ERROR: unsupported assignment to LOCAL_PROGUARD_ENABLED
// LOCAL_PROGUARD_ENABLED := disabled

至于Android.bp支持多少像cc_binary、cc_library这样的模块，每个模块又支持多少像name、cflags这样的属性，则只能去查找Soong的文档。

参考：

Android编译系统中的Android.bp、Blueprint与Soong · 零壹軒·笔记

Android中Kati简介

Android 中Ninja 简介

理解 Android Build 系统

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