🟡 Carbon Language

Google 新推出 Carbon 语言，闻要成为 C++ 的接班人，基于 LLVM 现代编译器框架开发。这么利害，那么就来学一下这种语言使用的默认构建工具，Bazel，这是大型项目的构建工具，快速、高效，只编译需要构建的文件，支持多种语言。单一可执行文件，自动下载依赖工具。可根据项目需要伸缩、扩展。

C++ 引入外部依赖的方式可以大致分为两类：二进制依赖，或源码依赖。前者有 ABI 兼容问题，不支持更换平台或系统，所有的二进制文件都需要为不同平台重新编译；后者的缺点是，第一次构建的时候需要编译所有代码，比较耗时。Google 推崇第二种依赖方式，所以才会那么在乎 Bazel 的编译速度。

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

Bazel 规则（Rule）就是一个函数，BUILD 脚本文件中可以直接使用，这是 Python 脚本的简化版。内置规则有 genrule、cc_binary、cc_library、java_binary、py_library 等等，Target 就是调用规则，并且相应产生输出。

规则 rule 也是函数，拥有函数的大部分特性，但相比函数，受到了更多的约束。比如 load 是函数但不是规则，load 用于从其他文件载入规则，load 不能用于规则中。又如 glob 是函数，用于查找与路径规则匹配的文件。

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

Bazel 的执行分为三个阶段：

•  **Loading**，加载 Bazel 脚本文件，WORKSPACE、BUILD、bzl 文件；

•  **Analysis**，解析所有脚本并生成 Action Graph。解析过程包含外部资源下载，本地资源准备等；

•  **Execution**，执行 Action Graph 以生成目标文件；

动作（action）是 Bazel 中最小的执行单元，一般用于将输入文件转换为合适的输出文件，比如将 C/C++ 文件转换为 .o 或 .a 文件。动作可以没有输入文件，但至少有一个输出文件。BUILD 脚本中一个 target 对应一个或多个动作，Bazel 会自动将 target 解析为动作并在执行阶段执行。

Action Graph 执行过程中，由动作生成的目标文件会被集中缓存。再次编译时，只有依赖文件被修改的目标才会被更新，这一点和 CMake 一致。Bazel 可以设置远程缓存与分布式编译环境。

Bazel 编译生成的缓存文件一般保存在项目目录下以 bazel-* 为名称的目录下，所以尽量不要在项目中创建类似名称的文件夹，避免和缓存文件夹冲突。

Bazel 官方代码仓库包含了文档和示范用例，整个工程包含多个 BUILD 脚本，项目工作目录顶层向子目录深入，例如 example/cpp 目录包含的 C++ 演示案例。这些脚本就是 Python 脚本的简化版：

Bazel 称工程中的子目录为 package，例如 example 目录下的 BUILD 脚本定义其为 public：

可以使用 query 查询工程子目录下的构建配置信息。然后，执行 build 或 test 进行构建或测试。指定构建目标，指定 target 是 BUILD 配置的各种库、程序目标的 name 属性内容。可以包含完整的项目目录路径，以斜杠开头，路径后跟冒号接 target 名称。如果在 target 的所在目录，也可以省略路径信息：

Carbon 语言当前的实现称为 Explorer，官方提供在线体验网站，它是基于 LLVM 现代编译器框架开发的一个前端编译器，按以下操作可以从源代码编译：

本地已经安装 LLVM 编译器的情况下，Bazel 还会根据配置文件下载和配置 llvm-project。这可能由于网络不畅通而不能下载到依赖工具，从而导致编译失败。需要手动解决，安装 LLVM Project 到提示的目录下：

llvm-raw 目录下存放的是下载好的 llvm-project 仓库原始文件，使用它时会复制到需要的位置使用。获取 LLVM 工具的过程中，会使用到 llvm-project-overlay 创建目录链接，将原始文件链接到工作目录。目前稳定版 Bazel 6.0.0，如果使用 Nightly 版本，可能导致以上错误。

可以尝试深度清理缓存文件：

    bazel clean --expunge

输出的错误信息显示，在 llvm-project-overlay 链接目录时遇到有目录冲突，可以是 Windows 平台下兼容问题没处理好，对 llvm-raw/utils/bazel/overlay_directories.py 做一下小手术，添加目录存在与否的条件判断，避免对已经存在的目录做链接：

但还是不行，目前 Windows 系统上体验 Carbon 只能进入 WSL 系统。

参考

• - [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)