交叉编译和静态链接 RUST 库

以你之姓@ 2022-10-29 07:54 261阅读 0赞

在 CSIS 中，我们过去使用 Python 编写后端，同时为 [Incident Response Toolkit][] 编写一些 C/C++ 代码。

几年前，主要是由于性能原因，我们开始用 Rust 替换 Python 重写了一些特定的后端服务，并取得了巨大的成功。现在，为了便于开发和测试，我们正在探索将 C/C++ 代码库的某些部分也迁移到 Rust 的方法。

为了做到这一点，我们决定尝试将Rust集成到现有的代码库中，而不是一次重写所有内容。

下面是我们实验的摘要，以及编写一个Rust库并从 C/C++ 应用程序调用它的框架。

## TARGETS ##

为了能够交叉编译代码，我们需要确保安装了相应的 `target`。可用的`targets`可以用过 `rustc --print target-list` 或 `rustup target list` 查看，可以通过 `rustup target add <target>` 安装新的 `target`。

查看已经安装的 `targets` 可以用 `rustup show`:

$ rustup show
    Default host: x86_64-unknown-linux-gnu
    installed toolchains
    --------------------
    stable-x86_64-unknown-linux-gnu (default)
    nightly-x86_64-unknown-linux-gnu
    installed targets for active toolchain
    --------------------------------------
    i686-pc-windows-gnu
    i686-pc-windows-msvc
    i686-unknown-linux-gnu
    i686-unknown-linux-musl
    x86_64-pc-windows-gnu
    x86_64-pc-windows-msvc
    x86_64-unknown-linux-gnu
    x86_64-unknown-linux-musl
    active toolchain
    ----------------
    stable-x86_64-unknown-linux-gnu (default)
    rustc 1.31.0 (abe02cefd 2018-12-04)

## 项目设置 ##

`target` 正确设置好后，我们需要设置项目，从 `Cargo.toml` 开始 :

[package]
    name = "mylib"
    version = "0.1.0"
    authors = ["john doe<jdo@csis.dk>"]
    [dependencies]
    libc = "*"
    [lib]
    crate-type = ["staticlib"]

现在我们的库的源代码`src/lib.rs` :

extern crate libc;
    use libc::uint32_t;
    #[no_mangle]
    pub extern "C" fn addition(a: uint32_t, b: uint32_t) -> uint32_t {
        a + b
    }

以及应用程序调用者的源代码 `caller.cpp`:

#include <stdio.h>
    #include <stdint.h>
    extern "C" {
         uint32_t
         addition(uint32_t, uint32_t);
    }
    int main(void) {
        uint32_t sum = addition(1, 2);
        printf("%u\n", sum);
    }

如果这是个 C 应用，只需要删除`extern "C"` 。

接下来，我们需要指定我们想要的 `target`， 这是在`.cargo/config` 中完成的， 比如：

[build]
    target="i686-pc-windows-gnu"

## LINUX 二进制文件 ##

为了静态链接 Linux 二进制文件，我们需要将 `target` 设置为 `-linux-musl`。

*  `.cargo/config`

或者，对于 64 位 二进制文件，我们可以选择 `x86_64-unknown-linux-musl`。

[build]
    target="i686-unknown-linux-musl"

*  build

$ g++ -m32 -c -o linux_cpp_caller.o caller.cpp
    $ g++ -static -m32 linux_cpp_caller.o -o linux_cpp_caller \
         -L./target/i686-unknown-linux-musl/debug/ -lmylib

如果我们的目标是 64 位，我们需要删除 `-m32`选项，并相应的调整 `-L` 标志。

## WINDOWS 二进制文件 ##

为了静态链接 Windows 二进制文件，我们需要将 `target` 设置为 `-pc-windows-gnu`。对于 32 位二进制文件，需要特别注明异常处理模型。可以在 [“rust-lang” Github repository][rust-lang_ Github repository] 和 [stack overflow][] 找到一个很好的摘要。

*  `.cargo/config`

[build]
    target="i686-pc-windows-gnu"
    rustflags = "-C panic=abort"

或者，对于 64 位二进制文件，我们可以选择 `x86_64-pc-windows-gnu`。如果是这种情况，可以删除 `rustflags` 选项。

*  build

$ i686-w64-mingw32-g++ -c -o win_cpp_caller.o caller.cpp
    $ i686-w64-mingw32-g++ -static win_cpp_caller.o -o win_cpp_caller \
        -L./target/i686-pc-windows-gnu/debug/ \
        -lmylib \
        -ladvapi32 \
        -lws2_32 \
        -luserenv

如果是 64 位环境，用该使用 `x86_64-w64-mingw32-g++`，并相应调整 `-L` 标志。

## 结论 ##

通过这篇文章，我们希望提供一个简单的工作示例，说明 Rust 和 C / C++ 如何相互操作，这可以作为一个起点。

我们要感谢以下链接资源的贡献者。

## 资源 ##

这篇文章总结了以下链接中的信息：

*  [https://doc.rust-lang.org/cargo/reference/manifest.html\#building-dynamic-or-static-libraries][https_doc.rust-lang.org_cargo_reference_manifest.html_building-dynamic-or-static-libraries]
 *  [https://www.reddit.com/r/rust/comments/8vnf2h/statically\_linking\_a\_rust\_program\_for\_c/][https_www.reddit.com_r_rust_comments_8vnf2h_statically_linking_a_rust_program_for_c]
 *  [https://stackoverflow.com/a/15685229][stack overflow]
 *  [https://github.com/rust-lang/rust/issues/32859][https_github.com_rust-lang_rust_issues_32859]
 *  [https://github.com/rust-lang/rust/pull/55444\#issuecomment-434580987][rust-lang_ Github repository]
 *  [https://github.com/rust-lang/rust/issues/47493][https_github.com_rust-lang_rust_issues_47493]

--------------------

本文翻译自 [cross compiling and statically linking against Rust libraries][]

[Incident Response Toolkit]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.csisgroup.com/respond-remote-incident-response-kit/
[rust-lang_ Github repository]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/rust-lang/rust/pull/55444%23issuecomment-434580987
[stack overflow]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//stackoverflow.com/a/15685229
[https_doc.rust-lang.org_cargo_reference_manifest.html_building-dynamic-or-static-libraries]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//doc.rust-lang.org/cargo/reference/manifest.html%23building-dynamic-or-static-libraries
[https_www.reddit.com_r_rust_comments_8vnf2h_statically_linking_a_rust_program_for_c]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.reddit.com/r/rust/comments/8vnf2h/statically_linking_a_rust_program_for_c/
[https_github.com_rust-lang_rust_issues_32859]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/rust-lang/rust/issues/32859
[https_github.com_rust-lang_rust_issues_47493]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/rust-lang/rust/issues/47493
[cross compiling and statically linking against Rust libraries]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//medium.com/csis-techblog/cross-compiling-and-statically-linking-against-rust-libraries-2c02ee2c01af