【Rust】交叉编译

发表于 2022-04-08 分类于 rust 阅读次数：本文字数： 1.2k 阅读时长 ≈ 4 分钟

交叉编译就是跨平台编译，例如在 window 下编译程序的linux版本，或者在 x86_64 平台下编译 aarch64 版本。跨平台编译在Go语言中非常方便，得益于Go语言汇编器的设计。

MacOS 交叉编译 Linux 程序

本文展示如何在 Apple M1 的平台下编译 Linux aarch64 的应用程序。

Apple M1：

~/WORKDIR/gamelife1314.github.io on  source! ⌚ 13:15:25
$ uname -pvm
Darwin Kernel Version 21.4.0: Fri Mar 18 00:46:32 PDT 2022; root:xnu-8020.101.4~15/RELEASE_ARM64_T6000 arm64 arm

~/WORKDIR/gamelife1314.github.io on  source! ⌚ 13:15:38
$ gcc -dumpmachine
arm64-apple-darwin21.4.0

linux aarch64：

ubuntu@vm-docker:~$ gcc -dumpmachine
aarch64-linux-gnu
ubuntu@vm-docker:~$ uname -pvm
#40-Ubuntu SMP Mon Mar 7 08:06:10 UTC 2022 aarch64 aarch64
ubuntu@vm-docker:~$

安装 rust 标准库

在编译之前，我们需要在我们的工作平台，即 Mac 机器中，安装目的平台的标准库，我们可以通过 rustup target list 命令查看 rust 支持哪些平台架构，例如：

~/WORKDIR/rust/helloworld ⌚ 12:52:32
$ rustup target list | grep aarch64 | grep linux
aarch64-linux-android
aarch64-unknown-linux-gnu (installed)
aarch64-unknown-linux-musl

安装特定平台标准库使用 rustup target add 命令即可:

~/WORKDIR/rust/helloworld ⌚ 13:21:34
$ rustup target add --toolchain stable aarch64-unknown-linux-gnu
info: downloading component 'rust-std' for 'aarch64-unknown-linux-gnu'
info: installing component 'rust-std' for 'aarch64-unknown-linux-gnu'
 34.9 MiB /  34.9 MiB (100 %)  18.1 MiB/s in  1s ETA:  0s

安装成功之后，通过 rustup show 命令查看本地已安装的工具链和标准库：

~/WORKDIR/rust/helloworld ⌚ 13:22:11
$ rustup show
Default host: aarch64-apple-darwin
rustup home:  /Users/fudenglong/.rustup

installed toolchains
--------------------

stable-aarch64-apple-darwin
beta-aarch64-apple-darwin
nightly-aarch64-apple-darwin (default)

installed targets for active toolchain
--------------------------------------

aarch64-apple-darwin
aarch64-unknown-linux-gnu
x86_64-unknown-linux-gnu

active toolchain
----------------

nightly-aarch64-apple-darwin (default)
rustc 1.62.0-nightly (e745b4ddb 2022-04-07)

安装编译器

要编译 aarch64-linux-gnu 平台下的程序，就需要特定平台的编译器，这个项目中提供了MAC环境下用于交叉编译的工具，更多请看 https://github.com/messense/homebrew-macos-cross-toolchains。

使用 brew 安装非常简单，两条命令即可，耐心等待安装完成:

1 2	brew tap messense/macos-cross-toolchains brew install aarch64-unknown-linux-gnu

经过这里之后，我们可以看到我们将所需要的 linux-aarch64 下的工具链都安装下来了：

交叉编译

使用 cargo 命令快速创建一个项目进行测试:

~/WORKDIR/rust ⌚ 13:27:16
$ cargo new crosscompile
     Created binary (application) `crosscompile` package

~/WORKDIR/rust ⌚ 13:27:50
$ cd crosscompile

~/WORKDIR/rust/crosscompile on  master! ⌚ 13:27:58
$ cargo run
   Compiling crosscompile v0.1.0 (/Users/fudenglong/WORKDIR/rust/crosscompile)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.59s
     Running `target/debug/crosscompile`
Hello, world!

配置文件配置 Cargo

我们需要配置 cargo 编译时使用的链接器，在配置文件 .cargo/config 中添加如下配置:

~/WORKDIR/rust/crosscompile on  master! ⌚ 17:15:21
$ ll .cargo/config
-rw-r--r--  1 fudenglong  staff    94B  4  8 17:13 .cargo/config
~/WORKDIR/rust/crosscompile on  master! ⌚ 17:15:25
$ cat .cargo/config
[target.aarch64-unknown-linux-gnu]
linker = "/opt/homebrew/bin/aarch64-unknown-linux-gnu-gcc"

然后我们执行特定编译命令 cargo build -v --target aarch64-unknown-linux-gnu：

环境变量配置 Cargo

我们也可以使用环境变量配置所需要的链接器，环境变量的形式是：CARGO_TARGET_<triple>_LINKER，这里的 triple 就是我们目标 target，只不过要转换成大写，并且替换 - 为 _，例如:

CARGO_TARGET_AARCH64_UNKNOWN_LINUX_GNU_LINKER=/opt/homebrew/bin/aarch64-unknown-linux-gnu-gcc cargo build -v --target aarch64-unknown-linux-gnu

编译输出结果

在下面的目录下能找到编译之后的二进制文件：

~/WORKDIR/rust/crosscompile on  master! ⌚ 17:22:58
$ ll target/aarch64-unknown-linux-gnu/debug
total 7880
drwxr-xr-x  2 fudenglong  staff    64B  4  8 17:13 build
-rwxr-xr-x  1 fudenglong  staff   3.8M  4  8 17:13 crosscompile
-rw-r--r--  1 fudenglong  staff   153B  4  8 17:13 crosscompile.d
drwxr-xr-x  4 fudenglong  staff   128B  4  8 17:13 deps
drwxr-xr-x  2 fudenglong  staff    64B  4  8 17:13 examples
drwxr-xr-x  3 fudenglong  staff    96B  4  8 17:13 incremental

然后去linux下运行也是没有问题的：

ubuntu@vm-docker:~/workdir$ uname
Linux
ubuntu@vm-docker:~/workdir$ uname -a
Linux vm-docker 5.13.0-35-generic #40-Ubuntu SMP Mon Mar 7 08:06:10 UTC 2022 aarch64 aarch64 aarch64 GNU/Linux
ubuntu@vm-docker:~/workdir$ readelf -h crosscompile
ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
  Class:                             ELF64
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              DYN (Position-Independent Executable file)
  Machine:                           AArch64
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x6720
  Start of program headers:          64 (bytes into file)
  Start of section headers:          4025296 (bytes into file)
  Flags:                             0x0
  Size of this header:               64 (bytes)
  Size of program headers:           56 (bytes)
  Number of program headers:         10
  Size of section headers:           64 (bytes)
  Number of section headers:         44
  Section header string table index: 43
ubuntu@vm-docker:~/workdir$ ./crosscompile
Hello, world!
ubuntu@vm-docker:~/workdir$

其他场景

交叉编译的直接需求就是你得找到一款合适的编译器，能编译出特定平台架构下的二进制程序。

macos->windows：Macos 平台linux和windows交叉编译器
linuxARM compiler for LinuxX86 System