Android 编译系统--09：Ninja简介

2023-12-10  本文已影响0人  DarcyZhou

本文转载自：Ninja简介-Android10.0编译系统（九）

本文基于Android 10.0源码分析

1.概述

  在Android 7.0之前，Android编译系统使用GNU Make描述和shell来构建编译规则，模块定义都使用Android.mk进行定义，Android.mk的本质就是Makefile，但是随着Android的工程越来越大，模块越来越多，Makefile组织的项目编译时间越来越长。这样下去Google工程师觉得不行，得要优化。因此，在Android7.0开始，Google采用ninja来代取代之前使用的make，由于之前的Android.mk数据实在巨大，因此Google加入了一个kati工具，用于将Android.mk转换成ninja的构建规则文件buildxxx.ninja，再使用ninja来进行构建工作。

  ninja的网址：https://ninja-build.org

  编译速度快了一些，但是既然要干， 那就干个大的，最终目标要把make都取代，于是从Android8.0开始，Google为了进一步淘汰Makefile，因此引入了Android.bp文件来替换之前的Android.mk。Android.bp只是一个纯粹的配置文件，不包括分支、循环语句等控制流程，本质上就是一个json配置文件。Android.bp 通过Blueprint+soong转换成ninja的构建规则文件build.ninja，再使用ninja来进行构建工作。

  Android 10.0上，mk和bp编译的列表可以从 \out.module_paths中的Android.bp.list、Android.mk.list中看到，Android 10.0还有400多个mk文件没有被替换完，Google任重道远。

（1）Android编译演进过程

  Google在 Android 7.0之后，引入了Soong构建系统，旨在取代make，它 利用 Kati GNU Make 克隆工具和 Ninja 构建系统组件来加速 Android 的构建。

  Make构建系统得到了广泛的支持和使用，但在Android层面变得缓慢、容易出错、无法扩展且难以测试。Soong 构建系统正好提供了Android build所需的灵活性。

（2）Android系统的编译历程

编译系统9-1.PNG

2.Make与ninja的对比

  在传统的C/C++项目中，通常采用make系统使用Makefile来进行整个项目的编译构建，Makefile指定的编译依赖规则会使编译流程简单，但是make的依赖大而且复杂，在大型项目编译时，使用的模块越来越多，Makefile组织的项目编译时间越来越长，这个对于编译效率来说是一个极大的浪费。

  Ninja是由Google员工Evan Martin开发的小型构建系统。Ninja注重速度，它在两个主要方面与其他构建系统有所不同：Ninja被设计为使其输入文件由更高级别的构建系统生成，并且其被设计为尽可能快地运行构建。

  本质上，Ninja旨在替换Make，这在执行增量（或无操作）构建时很慢。这可能会大大降低开发人员在大型项目上的工作速度，例如Google Chrome将40,000个输入文件编译为单个可执行文件。实际上，谷歌浏览器是忍者的主要用户和动机。它也用于构建Android，并且被大多数从事LLVM的开发人员所使用。

  与Make相比，Ninja缺少诸如字符串操作之类的功能，因为Ninja生成文件不是要手工编写的。相反，应使用“生成生成器”生成Ninja生成文件。Gyp，CMake，Meson和gn 是流行的构建管理软件工具，它们支持为Ninja创建构建文件。

（1）Ninja开发时，认为make由以下几点导致编译慢

（2）ninja相对于make增加了下面这些功能

针对这点所以基本上可以认为ninja就是make的最最精简版。Make编译使用的文件名为Makefile、makefile或者以.make、.mk结尾的文件，Ninja的文件名一般为build.ninja或者以.ninja结尾的文件。

3.ninja的用法

3.1 ninja代码位置

  Android自带ninja，ninja路径：

prebuilts/build-tools/darwin-x86/bin/ninja
prebuilts/build-tools/linux-x86/bin/ninja
prebuilts/build-tools/linux-x86/asan/bin/ninja

3.2 命令的用法

  执行ninja -h 后，可以得到ninja的使用帮助说明。

编译系统9-2.png

我们在编译时，常用的是-t参数。我们执行一下ninja -t list会得到相应的指令说明：

编译系统9-3.png

例如：ninja -t clean用来清除编译中间文件，相比make clean减少了研发人员的开发过程。

  指令说明：

ninja subtools:

browse        # 在浏览器中浏览依赖关系图。（默认会在 8080 端口启动一个基于python的http服务）
clean         # 清除构建生成的文件
commands      # 罗列重新构建制定目标所需的所有命令
deps          # 显示存储在deps日志中的依赖关系
graph         # 为指定目标生成 graphviz dot 文件。
              #  如 ninja -t graph all |dot -Tpng -ograph.png
query         # 显示一个路径的inputs/outputs
targets       # 通过DAG中rule或depth罗列target
compdb        # dump JSON兼容的数据库到标准输出
recompact     # 重新紧凑化ninja内部数据结构

4.ninja的实践

4.1 下载ninja

  下载地址：

git clone https://github.com/ninja-build/ninja.git

4.2 编译ninja

cd ninja
./configure.py --bootstrap #在ninja目录中执行

4.3 安装ninja

  编译结束后，会在ninja目录中生成ninja的可执行程序ninja。可以直接将ninja程序拷贝到/usr/bin中。

cp ./ninja /usr/bin //在ninja目录中执行现在就可以在任意位置使用ninja了。

4.4 ninja实践

（1）mkdir test
（2）vim test/main.c

填入代码内容：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
  printf("This is my first Ninja Project!\n");
  return 0;
}

（3）配置build.ninja

vim build.ninja

填入内容：

cc = g++
cflags = -Wall

rule cc
  command = gcc $cflags -c $in -o $out
  description = compile .cc

build foo.o: cc foo.c

（4）编译

cd test
ninja

5.ninja编译流程

5.1 AOSP编译过程

编译系统9-4.png

5.2.ninja生成过程

  在编译过程中，Android.bp会被收集到out/soong/build.ninja.d,blueprint以此为基础，生成out/soong/build.ninja。

  out/combined-aosp_arm.ninja内容如下所示：

builddir = out
pool local_pool
 depth = 42
build _kati_always_build_: phony
subninja out/build-aosp_arm.ninja
subninja out/build-aosp_arm-package.ninja
subninja out/soong/build.ninja

6 总结

  Ninja的诞生，主要是为了提升编译速度，Ninja中去除了变量的计算，没有默认规则， 依赖必须显式声明，从而提升编译速度。基本上可以认为ninja就是make的最最精简版。

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