Menggunakan Android Native Development Kit dengan Bazel

Jika Anda baru menggunakan Bazel, mulailah dengan tutorial Membangun Android dengan Bazel.

Ringkasan

Bazel dapat berjalan di berbagai konfigurasi build, termasuk beberapa yang menggunakan toolchain Android Native Development Kit (NDK). Ini berarti bahwa aturan cc_library dan cc_binary normal dapat dikompilasi untuk Android secara langsung di dalam Bazel. Bazel melakukannya menggunakan aturan repositori android_ndk_repository.

Prasyarat

Pastikan Anda telah menginstal Android SDK dan NDK.

Untuk menyiapkan SDK dan NDK, tambahkan cuplikan berikut ke WORKSPACE Anda:

android_sdk_repository(
    name = "androidsdk", # Required. Name *must* be "androidsdk".
    path = "/path/to/sdk", # Optional. Can be omitted if `ANDROID_HOME` environment variable is set.
)

android_ndk_repository(
    name = "androidndk", # Required. Name *must* be "androidndk".
    path = "/path/to/ndk", # Optional. Can be omitted if `ANDROID_NDK_HOME` environment variable is set.
)

Untuk informasi selengkapnya tentang aturan android_ndk_repository, lihat entri Build Encyclopedia.

Mulai cepat

Untuk mem-build C++ untuk Android, cukup tambahkan dependensi cc_library ke aturan android_binary atau android_library Anda.

Misalnya, dengan file BUILD berikut untuk aplikasi Android:

# In <project>/app/src/main/BUILD.bazel

cc_library(
    name = "jni_lib",
    srcs = ["cpp/native-lib.cpp"],
)

android_library(
    name = "lib",
    srcs = ["java/com/example/android/bazel/MainActivity.java"],
    resource_files = glob(["res/**/*"]),
    custom_package = "com.example.android.bazel",
    manifest = "LibraryManifest.xml",
    deps = [":jni_lib"],
)

android_binary(
    name = "app",
    deps = [":lib"],
    manifest = "AndroidManifest.xml",
)

File BUILD ini menghasilkan grafik target berikut:

Hasil contoh

Gambar 1. Membuat grafik project Android dengan dependensi cc_library.

Untuk membangun aplikasi, cukup jalankan:

bazel build //app/src/main:app

Perintah bazel build mengompilasi file Java, file resource Android, dan aturan cc_library, serta memaketkan semuanya menjadi APK:

$ zipinfo -1 bazel-bin/app/src/main/app.apk
nativedeps
lib/armeabi-v7a/libapp.so
classes.dex
AndroidManifest.xml
...
res/...
...
META-INF/CERT.SF
META-INF/CERT.RSA
META-INF/MANIFEST.MF

Bazel mengompilasi semua cc_libraries menjadi satu file objek bersama (.so), yang ditargetkan untuk ABI armeabi-v7a secara default. Untuk mengubah konfigurasi ini atau mem-build untuk beberapa ABI sekaligus, lihat bagian tentang mengonfigurasi ABI target.

Contoh penyiapan

Contoh ini tersedia di repositori contoh Bazel.

Dalam file BUILD.bazel, tiga target ditentukan dengan aturan android_binary, android_library, dan cc_library.

Target level teratas android_binary membuat APK.

Target cc_library berisi satu file sumber C++ dengan implementasi fungsi JNI:

#include <jni.h>
#include <string>

extern "C"
JNIEXPORT jstring

JNICALL
Java_com_example_android_bazel_MainActivity_stringFromJNI(
        JNIEnv *env,
        jobject /* this */) {
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}

Target android_library menentukan sumber Java, file resource, dan dependensi pada target cc_library. Untuk contoh ini, MainActivity.java memuat file objek bersama libapp.so, dan menentukan tanda tangan metode untuk fungsi JNI:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    static {
        System.loadLibrary("app");
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
       // ...
    }

    public native String stringFromJNI();

}

Mengonfigurasi STL

Untuk mengonfigurasi C++ STL, gunakan flag --android_crosstool_top.

bazel build //:app --android_crosstool_top=target label

STL yang tersedia di @androidndk adalah:

STL Label target
STLport @androidndk//:toolchain-stlport
libc++ @androidndk//:toolchain-libcpp
Gnustl @androidndk//:toolchain-gnu-libstdcpp

Untuk r16 dan yang lebih lama, STL default-nya adalah gnustl. Untuk r17 dan yang lebih baru, parameternya adalah libc++. Untuk memudahkan, @androidndk//:default_crosstool target dialiaskan ke STL default masing-masing.

Perlu diperhatikan bahwa mulai r18 dan seterusnya, STLport dan gnustl akan dihapus, sehingga menjadikan libc++ satu-satunya STL di NDK.

Lihat Dokumentasi NDK untuk informasi selengkapnya tentang STL ini.

Mengonfigurasi ABI target

Untuk mengonfigurasi ABI target, gunakan flag --fat_apk_cpu sebagai berikut:

bazel build //:app --fat_apk_cpu=comma-separated list of ABIs

Secara default, Bazel mem-build kode Android native untuk armeabi-v7a. Untuk mem-build aplikasi bagi x86 (seperti untuk emulator), teruskan --fat_apk_cpu=x86. Untuk membuat fat APK untuk beberapa arsitektur, Anda dapat menentukan beberapa CPU: --fat_apk_cpu=armeabi-v7a,x86.

Jika lebih dari satu ABI yang ditentukan, Bazel akan membuat APK yang berisi objek bersama untuk setiap ABI.

Bergantung pada revisi NDK dan API level Android, ABI berikut tersedia:

Revisi NDK ABI
16 dan lebih rendah armeabi, armeabi-v7a, arm64-v8a, mips, mips64, x86, x86_64
17 ke atas armeabi-v7a, arm64-v8a, x86, x86_64

Lihat dokumen NDK untuk informasi selengkapnya tentang ABI ini.

APK Fat Multi-ABI tidak direkomendasikan untuk build rilis karena meningkatkan ukuran APK, tetapi dapat berguna untuk pengembangan dan build UM (Uji Mutu).

Memilih standar C++

Gunakan flag berikut untuk membuat build sesuai dengan standar C++:

Standar C++ Bendera
C++98 Default, tanda tidak diperlukan
C++11 --cxxopt=-std=c++11
C++14 --cxxopt=-std=c++14

Contoh:

bazel build //:app --cxxopt=-std=c++11

Baca selengkapnya cara meneruskan tanda compiler dan penaut dengan --cxxopt, --copt, dan --linkopt di Panduan Pengguna.

Tanda compiler dan penaut juga dapat ditetapkan sebagai atribut dalam cc_library menggunakan copts dan linkopts. Contoh:

cc_library(
    name = "jni_lib",
    srcs = ["cpp/native-lib.cpp"],
    copts = ["-std=c++11"],
    linkopts = ["-ldl"], # link against libdl
)

Integrasi dengan platform dan toolchain

Model konfigurasi Bazel akan beralih ke platform dan toolchain. Jika build menggunakan flag --platforms untuk memilih arsitektur atau sistem operasi yang akan di-build, Anda harus meneruskan flag --extra_toolchains ke Bazel agar dapat menggunakan NDK.

Misalnya, untuk berintegrasi dengan toolchain android_arm64_cgo yang disediakan oleh aturan Go, teruskan --extra_toolchains=@androidndk//:all bersama flag --platforms.

bazel build //my/cc:lib \
  --platforms=@io_bazel_rules_go//go/toolchain:android_arm64_cgo \
  --extra_toolchains=@androidndk//:all

Anda juga dapat mendaftarkannya secara langsung di file WORKSPACE:

android_ndk_repository(name = "androidndk")
register_toolchains("@androidndk//:all")

Dengan mendaftarkan toolchain ini, Bazel akan tahu untuk mencarinya dalam file BUILD NDK (untuk NDK 20) saat me-resolve arsitektur dan batasan sistem operasi:

toolchain(
  name = "x86-clang8.0.7-libcpp_toolchain",
  toolchain_type = "@bazel_tools//tools/cpp:toolchain_type",
  target_compatible_with = [
      "@platforms//os:android",
      "@platforms//cpu:x86_32",
  ],
  toolchain = "@androidndk//:x86-clang8.0.7-libcpp",
)

toolchain(
  name = "x86_64-clang8.0.7-libcpp_toolchain",
  toolchain_type = "@bazel_tools//tools/cpp:toolchain_type",
  target_compatible_with = [
      "@platforms//os:android",
      "@platforms//cpu:x86_64",
  ],
  toolchain = "@androidndk//:x86_64-clang8.0.7-libcpp",
)

toolchain(
  name = "arm-linux-androideabi-clang8.0.7-v7a-libcpp_toolchain",
  toolchain_type = "@bazel_tools//tools/cpp:toolchain_type",
  target_compatible_with = [
      "@platforms//os:android",
      "@platforms//cpu:arm",
  ],
  toolchain = "@androidndk//:arm-linux-androideabi-clang8.0.7-v7a-libcpp",
)

toolchain(
  name = "aarch64-linux-android-clang8.0.7-libcpp_toolchain",
  toolchain_type = "@bazel_tools//tools/cpp:toolchain_type",
  target_compatible_with = [
      "@platforms//os:android",
      "@platforms//cpu:aarch64",
  ],
  toolchain = "@androidndk//:aarch64-linux-android-clang8.0.7-libcpp",
)

Cara kerjanya: memperkenalkan transisi konfigurasi Android

Aturan android_binary dapat secara eksplisit meminta Bazel untuk mem-build dependensinya dalam konfigurasi yang kompatibel dengan Android sehingga build Bazel langsung berfungsi tanpa flag khusus, kecuali --fat_apk_cpu dan --android_crosstool_top untuk konfigurasi ABI dan STL.

Di balik layar, konfigurasi otomatis ini menggunakan transisi konfigurasi Android.

Aturan yang kompatibel, seperti android_binary, otomatis mengubah konfigurasi dependensinya ke konfigurasi Android, sehingga hanya sub-hierarki build khusus Android yang terpengaruh. Bagian lain dari grafik build diproses menggunakan konfigurasi target level atas. API ini bahkan dapat memproses satu target di kedua konfigurasi, jika ada jalur yang melalui grafik build untuk mendukungnya.

Setelah Bazel berada dalam konfigurasi yang kompatibel dengan Android, baik ditetapkan pada level atas atau karena titik transisi level lebih tinggi, titik transisi tambahan yang ditemukan tidak akan mengubah konfigurasi lebih lanjut.

Satu-satunya lokasi bawaan yang memicu transisi ke konfigurasi Android adalah atribut deps dari android_binary.

Misalnya, jika Anda mencoba membuat target android_library dengan dependensi cc_library tanpa tanda, Anda mungkin mengalami error tentang header JNI yang tidak ada:

ERROR: project/app/src/main/BUILD.bazel:16:1: C++ compilation of rule '//app/src/main:jni_lib' failed (Exit 1)
app/src/main/cpp/native-lib.cpp:1:10: fatal error: 'jni.h' file not found
#include <jni.h>
         ^~~~~~~
1 error generated.
Target //app/src/main:lib failed to build
Use --verbose_failures to see the command lines of failed build steps.

Idealnya, transisi otomatis ini harus membuat Bazel melakukan hal yang benar dalam sebagian besar kasus. Namun, jika target di command line Bazel sudah berada di bawah salah satu aturan transisi ini, seperti developer C++ yang menguji cc_library tertentu, --crosstool_top kustom harus digunakan.

Membuat cc_library untuk Android tanpa menggunakan android_binary

Untuk mem-build cc_binary atau cc_library mandiri untuk Android tanpa menggunakan android_binary, gunakan flag --crosstool_top, --cpu, dan --host_crosstool_top.

Contoh:

bazel build //my/cc/jni:target \
      --crosstool_top=@androidndk//:default_crosstool \
      --cpu=<abi> \
      --host_crosstool_top=@bazel_tools//tools/cpp:toolchain

Dalam contoh ini, target cc_library dan cc_binary level teratas dibuat menggunakan toolchain NDK. Namun, hal ini menyebabkan alat host Bazel dibuat dengan toolchain NDK (dan juga untuk Android), karena toolchain host disalin dari toolchain target. Untuk mengatasi hal ini, tentukan nilai --host_crosstool_top menjadi @bazel_tools//tools/cpp:toolchain untuk menetapkan toolchain C++ host secara eksplisit.

Dengan pendekatan ini, seluruh pohon build akan terpengaruh.

Flag ini dapat dimasukkan ke dalam konfigurasi bazelrc (satu untuk setiap ABI), di project/.bazelrc:

common:android_x86 --crosstool_top=@androidndk//:default_crosstool
common:android_x86 --cpu=x86
common:android_x86 --host_crosstool_top=@bazel_tools//tools/cpp:toolchain

common:android_armeabi-v7a --crosstool_top=@androidndk//:default_crosstool
common:android_armeabi-v7a --cpu=armeabi-v7a
common:android_armeabi-v7a --host_crosstool_top=@bazel_tools//tools/cpp:toolchain

# In general
common:android_<abi> --crosstool_top=@androidndk//:default_crosstool
common:android_<abi> --cpu=<abi>
common:android_<abi> --host_crosstool_top=@bazel_tools//tools/cpp:toolchain

Kemudian, untuk mem-build cc_library bagi x86 misalnya, jalankan:

bazel build //my/cc/jni:target --config=android_x86

Secara umum, gunakan metode ini untuk target level rendah (seperti cc_library) atau jika Anda mengetahui persis apa yang sedang di-build; andalkan transisi konfigurasi otomatis dari android_binary untuk target level tinggi yang diharapkan akan membuat banyak target yang tidak Anda kontrol.