[gn+ninja学习 0x02] GN入门示例-gn教程

OpenHarmony使用gn+ninja来维护开源项目的构建。之前没有接触过gn+ninja，是时候系统性的来学习下了。边学边记录下学习过程，希望对同样需要学习gn+ninja的朋友有所帮助。

这一篇，我们通过示例来学习GN的入门知识。

1、环境配置

作为开源软件，可以自己编译，也可以直接使用现有的二进制文件，官方下载地址如下。通常外网速度慢，甚至打不开。还好，gn、ninja相关的源代码可以在OpenHarmony的third party仓库下找到，见参考资料。

https://github.com/ninja-build/ninja/releases
https://chrome-infra-packages.appspot.com/p/gn/gn

搭建OpenHarmony环境后，也会自动配置gn和ninja的构建环境，这就很方便了。下载openharmony源码，使用hb编译时会自动下载gn+ninja工具时，在目录prebuilts/build-tools/linux-x86/bin下可以找到gn+ninja。更多信息请参考OpenHarmony的环境搭建文档吧。

2、GN Quick Start guide快速入门

快速入门参考了官方文档，读者也可以去阅读下原文https://gitee.com/openharmony/third_party_gn/blob/master/docs/quick_start.md。

（1）Running GN

搭建好环境后，就可以命令行运行gn命令。如下：

zhushangyuan@DESKTOP-RPE9R4O:~/openharmony$ gn help help
gn help <anything>:
  Yo dawg, I heard you like help on your help so I put help on the help in the
  help.
  You can also use "all" as the parameter to get all help at once.
Switches
  --markdown
      Format output in markdown syntax.
Example
  gn help --markdown all
      Dump all help to stdout in markdown format.

（2）Setting up a build

GN允许你设置专有的构建目录，不同的构建目录使用不同的参数设置。设置构建目录后，当配置文件更新时，Ninja文件会自动重新生成，而不需要重新运行GN。设置构建目录使用下述命令：

gn gen out/my_build

不是随便一个目录就可以运行上述命令的，否则会报错：

ERROR Can't find source root.
I could not find a ".gn" file in the current directory or any parent,
and the --root command-line argument was not specified.

如果想练习下设置构建目录，可以切换到gn的example目录下进行尝试，如下：

cd ~/openharmony/third_party/gn/examples/simple_build/
gn gen out/my_build

（3）Passing build arguments传递构建参数

执行命令gn args --list out/my_build ，可以查询可用的参数列表及其他们的默认值。必须指定构建目录，可用参数在不同的构建目录下是不一样的。

执行命令gn args out/my_build可以为构建目录设置构建参数，该命令执行后，会打开一个编辑器，输入构建参数，类似下面：

is_component_build = true
is_debug = false

3、Step-by-step示例学习

（1）Adding a build file添加构建文件

切换到目录~/openharmony/third_party/gn/examples/simple_build/，这是最小化的GN构建示例目录。在目录下有个tutorial 目录，内有一个源文件tutorial.cc，但是有利于构建之外。在tutorial 目录下创建一个BUILD.gn文件，用于构建可执行文件target：

executable("tutorial") {
  sources = [
    "tutorial.cc",
  ]
}

然后，把构建target目标告知构建系统。simple_build目录下的BUILD.gn文件，是GN构建的入口根文件，从这里加载启动后，然后加载依赖。因此，我们在此根文件中添加引用到我们上述创建的构建target。

通常，把一个可执行文件作为另外一个可执行文件的依赖，没有意义，无法链接。我们创建一个tools组group。在GN中，group用于收集维护不会编译或者链接的依赖。如下：

group("tools") {
  deps = [
    # This will expand to the name "//tutorial:tutorial" which is the full name
    # of our new target. Run "gn help labels" for more.
    "//tutorial",
  ]
}

（2）Testing your addition验证编译

命令行进入simple_build命令，执行如下命令，可以看到会有打印输出“Hello from the tutorial.”。

gn gen out
ninja -C out tutorial
out/tutorial

（3）Declaring dependencies 声明依赖

我们再来看下examples/simple_build/BUILD.gn中的构建target的定义，⑴处定义的可执行文件构建target依赖hello_shared和hello_static，前面的冒号表示这些依赖的target在当前文件中定义，可以在下文找到。⑵处定义了一个共享库的构建target，它定义了一个函数GetSharedText()，也演示了如何使用预处理宏。⑶处定义了一个静态库的构建target，它定义了一个函数GetStaticText()。

⑴  executable("hello") {
    sources = [ "hello.cc" ]
    deps = [
        ":hello_shared",
        ":hello_static",
    ]
    }
⑵  shared_library("hello_shared") {
    sources = [
        "hello_shared.cc",
        "hello_shared.h",
    ]
    defines = [ "HELLO_SHARED_IMPLEMENTATION" ]
    }
⑶  static_library("hello_static") {
    sources = [
        "hello_static.cc",
        "hello_static.h",
    ]
    }

（4）Test the binary测试运行二进制

命令行进入simple_build命令，执行如下命令，可以看到会有打印输出“Hello, world”。命令中-C指定构建目录，后面的hello也可以构建的target名称。使用命令gn ls out可以输出所有的构建target。

ninja -C out hello
out/hello

（5）Putting settings in a config使用config配置设置

使用library库的时候，经常需要编译选项、宏定义、include头文件包含等。可以把这些设置放到一个config的命名设置集里，不能放置源文件或依赖。如下：

config("my_lib_config") {
  defines = [ "ENABLE_DOOM_MELON" ]
  include_dirs = [ "//third_party/something" ]
}

为了把一个config里面的设置应用到target里，可以加到configs列表里，如注释所示，使用+=，这样默认的设置不会被覆盖。

static_library("hello_shared") {
  ...
  # Note "+=" here is usually required, see "default configs" below.
  configs += [
    ":my_lib_config",
  ]
}

一个config也能应用到所有依赖当前target的target上，只需要把config添加到public_configs 列表里，如下。public_configs 里面的设置也会应用到当前的target，不需要重复指定。

static_library("hello_shared") {
  ...
  public_configs = [
    ":my_lib_config",
  ]
}

构建配置一般设置一些配置项，可以默认应用到所有的targe里。例如，在文件examples\simple_build\build\BUILDCONFIG.gn中，定义了如下默认configs。可以在BUILD.gn的target里使用语句“print(configs)”打印输出默认配置。

# Apply that default list to the binary target types.
set_defaults("executable") {
  configs = _shared_binary_target_configs
  # Executables get this additional configuration.
  configs += [ "//build:executable_ldconfig" ]
}
set_defaults("static_library") {
  configs = _shared_binary_target_configs
}
set_defaults("shared_library") {
  configs = _shared_binary_target_configs
}
set_defaults("source_set") {
  configs = _shared_binary_target_configs
}

（6）Add a new build argument添加构建参数

可以使用declare_args声明可以接受的构建参数，并提供默认值。可以使用命令查看构建参数的使用帮助gn help buildargs。

declare_args() {
  enable_teleporter = true
  enable_doom_melon = false
}

声明参数后，在生成构建目录时，可以在命令行指定构建参数：

gn gen out/FooBar --args="enable_doom_melon=true os=\"android\""

4、gn常用命令

gn gen out/dir [–args=“…”]：创建新的编译目录，会自动创建args.gn文件作为编译参数。
gn args --list out/dir：列出可选的编译参数。
gn ls out/dir：列出所有的target。
gn ls out/dir “//:hello_word*”：列出匹配的target。
gn desc out/dir “//:hello_word”:查看指定target的描述信息，包括src源码文件、依赖的lib、编译选项等。
gn refs out/dir 文件：查看依赖该文件的target。
gn refs out/dir //:hello_word：查看依赖该target的target。

注意//代表从项目根目录开始。

5、小结

我们初步了解了下构建系统、元构建系统是做什么的，了解到gn是个元构建系统，类似cmake。接下来的一篇会介绍gn入门知识、具体如何使用等等。

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