OpenHarmony子系统开发 - Rust编译构建指导

OpenHarmony子系统开发 - Rust编译构建指导

一、Rust模块配置规则和指导

概述

Rust是一门静态强类型语言，具有更安全的内存管理、更好的运行性能、原生支持多线程开发等优势。Rust官方也使用Cargo工具来专门为Rust代码创建工程和构建编译。 OpenHarmony为了集成C/C++代码和提升编译速度，使用了GN + Ninja的编译构建系统。GN的构建语言简洁易读，Ninja的汇编级编译规则直接高效。 为了在OpenHarmony中集成Rust代码，并最大程度发挥Rust和OpenHarmony中原有C/C++代码的交互性，采用GN作为统一构建工具，即通过GN构建Rust源码文件(xxx.rs)，并增加与C/C++互操作、编译时lint、测试、IDL转换、三方库集成、IDE等功能。同时扩展gn框架，支持接口自动化转换，最大程度简化开发。

基本概念

术语描述
CargoCargo是Rust官方使用的构建工具,允许Rust项目声明其各种依赖项，并确保您始终获得可重复的构建。
cratecrate是一个独立的可编译单元。
LintLint是指出常见编程错误、错误、样式错误和可疑结构的工具。可以对程序进行更加广泛的错误分析。

配置规则

OpenHarmony提供了用于Rust代码编译构建的各类型GN模板，可以用于编译Rust可执行文件，动态库和静态库等。各类型模板说明如下：

GN模板功能输出
ohos_rust_executablerust可执行文件rust可执行文件，不带后缀
ohos_rust_shared_libraryrust动态库rust dylib动态库，默认后缀.dylib.so
ohos_rust_static_libraryrust静态库rust rlib静态库，默认后缀.rlib
ohos_rust_proc_macrorust proc_macrorust proc_macro库， 默认后缀.so
ohos_rust_shared_ffirust FFI动态库rust cdylib动态库，给C/C++模块调用，默认后缀.so
ohos_rust_static_ffirust FFI静态库rust staticlib库，给C/C++模块调用，默认后缀.a
ohos_rust_cargo_crate三方包Cargo craterust三方crate，支持rlib、dylib、bin
ohos_rust_systemtestrust系统测试用例rust可执行系统测试用例，不带后缀
ohos_rust_unittestrust单元测试用例rust可执行单元测试用例，不带后缀
ohos_rust_fuzztestrust Fuzz测试用例rust可执行Fuzz测试用例，不带后缀

配置指导

配置Rust模块与C/C++模块类似，参考模块配置规则。下面是使用不同模板的示例。

配置Rust静态库示例

该示例用于测试Rust可执行bin文件和静态库rlib文件的编译，以及可执行文件对静态库的依赖，使用模板ohos_rust_executable和ohos_rust_static_library。操作步骤如下：

  1. 创建build/rust/tests/test_rlib_crate/src/simple_printer.rs，如下所示：

    //! simple_printer/// struct RustLogMessagepub struct RustLogMessage {/// i32: idpub id: i32,/// String: msgpub msg: String,
}/// function rust_log_rlib
pub fn rust_log_rlib(msg: RustLogMessage) {println!("id:{} message:{:?}", msg.id, msg.msg)
}

  2. 创建build/rust/tests/test_rlib_crate/src/main.rs，如下所示：

    //! rlib_crate example for Rust.extern crate simple_printer_rlib;use simple_printer_rlib::rust_log_rlib;
use simple_printer_rlib::RustLogMessage;fn main() {let msg: RustLogMessage = RustLogMessage {id: 0,msg: "string in rlib crate".to_string(),};rust_log_rlib(msg);
}

  3. 配置gn脚本build/rust/tests/test_rlib_crate/BUILD.gn，如下所示：

    import("//build/ohos.gni")ohos_rust_executable("test_rlib_crate") {sources = [ "src/main.rs" ]deps = [ ":simple_printer_rlib" ]
}ohos_rust_static_library("simple_printer_rlib") {sources = [ "src/simple_printer.rs" ]crate_name = "simple_printer_rlib"crate_type = "rlib"features = [ "std" ]
}

  4. 执行编译得到的可执行文件，运行结果如下：

    test_rlib_crate

配置三方库示例

rust三方库的BUILD.gn文件可通过cargo2gn工具自动生成。参见：Cargo2gn工具操作指导

该示例用于测试包含预编译文件build.rs的三方静态库rlib文件的编译，使用了模板ohos_rust_executable和ohos_rust_cargo_crate。操作步骤如下：

  1. 创建build/rust/tests/test_rlib_cargo_crate/crate/src/lib.rs，如下所示：

    include!(concat!(env!("OUT_DIR"), "/generated/generated.rs"));pub fn say_hello_from_crate() {assert_eq!(run_some_generated_code(), 45);#[cfg(is_new_rustc)]println!("Is new rustc");#[cfg(is_old_rustc)]println!("Is old rustc");#[cfg(is_ohos)]println!("Is ohos");#[cfg(is_mac)]println!("Is darwin");#[cfg(has_feature_a)]println!("Has feature_a");#[cfg(not(has_feature_a))]panic!("Wasn't passed feature_a");#[cfg(not(has_feature_b))]#[cfg(test_a_and_b)]panic!("feature_b wasn't passed");#[cfg(has_feature_b)]#[cfg(not(test_a_and_b))]panic!("feature_b was passed");
}#[cfg(test)]
mod tests {/// Test features are passed through from BUILD.gn correctly. This test is the target configuration.#[test]#[cfg(test_a_and_b)]fn test_features_passed_target1() {#[cfg(not(has_feature_a))]panic!("feature a was not passed");#[cfg(not(has_feature_b))]panic!("feature b was not passed");}#[test]fn test_generated_code_works() {assert_eq!(crate::run_some_generated_code(), 45);}
}

  2. 创建build/rust/tests/test_rlib_cargo_crate/crate/src/main.rs，如下所示：

    pub fn main() {test_rlib_crate::say_hello_from_crate();
}

  3. 创建build/rust/tests/test_rlib_cargo_crate/crate/build.rs，如下所示：

    use std::env;
use std::path::Path;
use std::io::Write;
use std::process::Command;
use std::str::{self, FromStr};fn main() {println!("cargo:rustc-cfg=build_script_ran");let my_minor = match rustc_minor_version() {Some(my_minor) => my_minor,None => return,};if my_minor >= 34 {println!("cargo:rustc-cfg=is_new_rustc");} else {println!("cargo:rustc-cfg=is_old_rustc");}let target = env::var("TARGET").unwrap();if target.contains("ohos") {println!("cargo:rustc-cfg=is_ohos");}if target.contains("darwin") {println!("cargo:rustc-cfg=is_mac");}let feature_a = env::var_os("CARGO_FEATURE_MY_FEATURE_A").is_some();if feature_a {println!("cargo:rustc-cfg=has_feature_a");}let feature_b = env::var_os("CARGO_FEATURE_MY_FEATURE_B").is_some();if feature_b {println!("cargo:rustc-cfg=has_feature_b");}// Some tests as to whether we're properly emulating various cargo features.assert!(Path::new("build.rs").exists());assert!(Path::new(&env::var_os("CARGO_MANIFEST_DIR").unwrap()).join("build.rs").exists());assert!(Path::new(&env::var_os("OUT_DIR").unwrap()).exists());// Confirm the following env var is setenv::var_os("CARGO_CFG_TARGET_ARCH").unwrap();generate_some_code().unwrap();
}fn generate_some_code() -> std::io::Result<()> {let test_output_dir = Path::new(&env::var_os("OUT_DIR").unwrap()).join("generated");let _ = std::fs::create_dir_all(&test_output_dir);// Test that environment variables from .gn files are passed to build scriptslet preferred_number = env::var("ENV_VAR_FOR_BUILD_SCRIPT").unwrap();let mut file = std::fs::File::create(test_output_dir.join("generated.rs"))?;write!(file, "fn run_some_generated_code() -> u32 {{ {} }}", preferred_number)?;Ok(())
}fn rustc_minor_version() -> Option<u32> {let rustc_bin = match env::var_os("RUSTC") {Some(rustc_bin) => rustc_bin,None => return None,};let output = match Command::new(rustc_bin).arg("--version").output() {Ok(output) => output,Err(_) => return None,};let rustc_version = match str::from_utf8(&output.stdout) {Ok(rustc_version) => rustc_version,Err(_) => return None,};let mut pieces = rustc_version.split('.');if pieces.next() != Some("rustc 1") {return None;}let next_var = match pieces.next() {Some(next_var) => next_var,None => return None,};u32::from_str(next_var).ok()
}

  4. 配置gn脚本build/rust/tests/test_rlib_cargo_crate/BUILD.gn，如下所示：

    import("//build/templates/rust/ohos_cargo_crate.gni")ohos_cargo_crate("target") {crate_name = "test_rlib_crate"crate_root = "crate/src/lib.rs"sources = [ "crate/src/lib.rs" ]#To generate the build_script binarybuild_root = "crate/build.rs"build_sources = [ "crate/build.rs" ]build_script_outputs = [ "generated/generated.rs" ]features = ["my-feature_a","my-feature_b","std",]rustflags = ["--cfg","test_a_and_b",]rustenv = [ "ENV_VAR_FOR_BUILD_SCRIPT=45" ]
}# Exists to test the case that a single crate has both a library and a binary
ohos_cargo_crate("test_rlib_crate_associated_bin") {crate_root = "crate/src/main.rs"crate_type = "bin"sources = [ "crate/src/main.rs" ]#To generate the build_script binarybuild_root = "crate/build.rs"build_sources = [ "crate/build.rs" ]features = ["my-feature_a","my-feature_b","std",]rustenv = [ "ENV_VAR_FOR_BUILD_SCRIPT=45" ]deps = [ ":target" ]
}

  5. 执行编译得到的可执行文件，运行结果如下：

    test_rlib_cargo_crate

其他源码实例

在build/rust/tests目录下有Rust各类型模块的配置实例可供参考：

用例目录测试功能
build/rust/tests/test_bin_crate用ohos_rust_executable模板在host平台编译可执行文件，在target平台上运行可执行文件。
build/rust/tests/test_static_link测试可执行文件对标准库的静态链接。
build/rust/tests/test_dylib_crate测试对动态库的编译和动态链接功能
build/rust/tests/test_rlib_crate测试对静态库的编译和静态链接功能
build/rust/tests/test_proc_macro_crate测试对Rust过程宏的编译和链接功能。提供对不同类型的宏的测试用例。
build/rust/tests/test_cdylib_crate测试将Rust代码编译成C/C++动态库。
build/rust/tests/test_staticlib_crate测试将Rust代码编译成C/C++静态库。
build/rust/tests/rust_test_ut测试Rust代码单元测试模板功能（ability）。
build/rust/tests/rust_test_st测试Rust代码系统测试模板功能（ability）。
build/rust/tests/test_bin_cargo_crate测试Rust三方可执行文件的编译和运行。三方源码中包含build.rs。
build/rust/tests/test_rlib_cargo_crate测试Rust三方静态库的编译和静态链接。三方源码中包含build.rs。
build/rust/tests/test_proc_macro_cargo_crate测试Rust三方过程宏的编译和链接。三方源码中包含build.rs。
build/rust/tests/rust_test_fuzzb测试Rust代码Fuzz测试模板功能。

参考

特性点实例

Rust源码依赖调用C/C++库

OpenHarmony上C/C++模块动态库默认用.z.so后缀，但是Rust的编译命令通过-l链接时，默认只会链接.so后缀的动态库。因此如果要依赖一个C/C++动态库编译模块，需要在该动态库的GN构建文件中添加output_extension = "so"的声明，这样编译得到的动态库将会以".so"作为后缀，而不是".z.so"。 在Rust源码中如果直接链接动态库，后缀也需要使用".so"，这时使用动态库的中间名，不需要添加lib前缀。例如Rust源码中链接libhilog.so:

#[link(name = "hilog")]
externs使用

某个模块如果依赖二进制的rlib库，可以使用externs属性：

executable("foo") {sources = [ "main.rs" ]externs = [{                    # 编译时会转成`--extern bar=path/to/bar.rlib`crate_name = "bar"path = "path/to/bar.rlib"}]
}

Lint规则

OpenHarmony框架支持rustc lints和clippy lints两种Lint，每种Lint划为三个等级的标准："openharmony"、"vendor"和"none"，严格程度按照"openharmony" -> "vendor" -> "none"逐级递减。 配置Rust模块时可以通过rustc_lints和clippy_lints来指定使用Lint的等级。 模块中没有配置rustc_lints或者clippy_lints时会根据模块所在路径来匹配lints等级。不同路径下的Rust代码的语法规范会有不同程度地约束，因此用户在OpenHarmony配置Rust代码编译模块时还应关注模块所在路径。

rustc lints和clippy lints的各等级标志
lints类型模块属性lints等级lints等级标志lints内容
rustc_lintsrustc_lintsopenharmonyRustOhosLints"-A deprecated", "-D missing-docs", "-D warnigngs"
rustc_lintsrustc_lintsvendorRustcVendorLints"-A deprecated", "-D warnigs"
rustc_lintsrustc_lintsnoneallowAllLints"-cap-lints allow"
clippy lintsclippy lintsopenharmonyClippyOhosLints"-A clippy::type-complexity", "-A clippy::unnecessary-wraps", "-A clippy::unusual-byte-groupings", "-A clippy::upper-case-acronyms"
clippy lintsclippy lintsvendorClippyVendorLints"-A clippy::complexity", "-A Clippy::perf", "-A clippy::style"
clippy lintsclippy lintsnoneallowAllLints"--cap-lints allow"
代码路径与lints等级的对应关系
路径Lints等级
thirdpartynone
prebuiltsnone
vendorvendor
devicevendor
othersopenharmony

交互工具使用指导

Cargo2gn工具操作指导

二、Rust 工具链使用说明

简介

本文用于指导 Rust 语言开发者编译构建 OpenHarmony OS Rust 应用程序。

Rust 是一门静态强类型语言，具有更安全的内存管理、更好的运行性能、原生支持多线程开发等优势。

本工具链基于开源 rust 与 llvm 增量开发，适配了 OpenHarmony OS target 二进制构建。可将 rust 源码编译成能在 OpenHarmony OS 设备上使用的目标二进制。

使用场景

  • 在 Linux x86环境本地编译 Linux x86 目标二进制或交叉编译 OpenHarmony OS 目标二进制。
  • 在 Mac x86 环境本地编译 Mac x86 目标二进制。
  • 在 Mac arm64 环境本地编译 Mac arm64 目标二进制。

操作指导

OpenHarmony 社区代码编译

  1. 下载或更新环境中 OpenHarmony 社区代码，下载方式可参考获取源码。

  2. 执行源码中脚本下载安装工具链。

    ./build/prebuilts_download.sh

  3. 准备待编译代码。

    创建 build/rust/tests/test_bin_crate 目录，目录下新建如下所示文件与文件夹。

    ├── BUILD.gn
└── src└── main.rs

    main.rs 代码示例。

    //! Hello world example for Rust.fn main() {println!("Hello, world!");println!(env!("RUSTENV_TEST"));
}

    BUILD.gn 代码示例。

    import("//build/ohos.gni")ohos_rust_executable("test_bin_crate") {sources = [ "src/main.rs" ]rustenv = [ "RUSTENV_TEST=123" ]features = [ "std" ]if (is_mingw) {rust_static_link = true}
}

  4. 执行编译命令。

    ./build.sh --product-name {product_name} --build-target

    以RK3568为例，若要编译，请执行如下命令。

    ./build.sh --product-name rk3568 --build-target build/rust/tests/test_bin_crate:test_bin_crate –no-prebuilt-sdk

    编译生成的文件。

    ./out/rk3568/build/build_framework/test_bin_crate

非OpenHarmony 社区代码编译

安装 rust 工具链

  1. 下载 build 仓代码。

    git clone git@gitee.com:openharmony/build.git

  2. 执行脚本下载安装工具链。

    ./build/prebuilts_download.sh

  3. 查看安装情况。

    ./prebuilts/rustc/linux-x86_64/current/bin/rustc --version

    有类似如下显示表示安装成功。

    rustc 1.72.0-nightly (xxxx)
安装 OpenHarmony OS Clang 工具

icon-note

说明

用于在 Linux x86 环境下进行 OpenHarmony OS 的 target 交叉编译，不编译 OpenHarmony OS target 可不安装。

  1. 在 OpenHarmony 的最新版本说明中获取 SDK 包下载路径

    ohos_sdk_download

  2. 选择 Linux 环境 SDK 包下载，依次解压下载的压缩包。

    mv ohos-sdk-windows_linux-public.tar.gz /opt/
cd /opt/
tar -zxvf ohos-sdk-windows_linux-public.tar.gz
cd ohos-sdk/linux
unzip native-linux-x64-4.1.7.5-Release.zip
编译代码

  1. 代码用例main.rs。

    fn main() {println!("hello world");
}

  2. 编译 target 为本地环境时命令示例。

    ./prebuilts/rustc/linux-x86_64/current/bin/rustc main.rs

    执行构建结果。

    ./main
hello world

  3. 编译 target 为 armv7-unknown-linux-ohos时命令示例。

    ./prebuilts/rustc/linux-x86_64/current/bin/rustc main.rs --target=armv7-unknown-linux-ohos -C linker=/opt/ohos-sdk/linux/native/llvm/bin/armv7-unknown-linux-ohos-clang

  4. 编译 target 为 aarch64-unknown-linux-ohos时命令示例。

    ./prebuilts/rustc/linux-x86_64/current/bin/rustc main.rs --target=aarch64-unknown-linux-ohos -C linker=/opt/ohos-sdk/linux/native/llvm/bin/aarch64-unknown-linux-ohos-clang

  5. 编译 target 为 x86_64-unknown-linux-ohos时命令示例。

    ./prebuilts/rustc/linux-x86_64/current/bin/rustc main.rs --target=x8

三、Cargo2gn工具操作指导

概述

rust三方库使用cargo编译，配置为Cargo.toml。集成到OpenHarmony上需要转换成BUILD.gn规则。为了满足这个需求，需要提供一个cargo2gn转换工具。当需要引入rust三方crate时使用cargo2gn转换工具来把三方库的Cargo.toml转换成BUILD.gn规则。cargo2gn可以单个库进行转换，也可以多个库进行批量转换。

单个库转换操作步骤

  1. 进入到需要转化的rust三方库的目录下，比如需要转化bindgen。

    cd openharmony/third_party/rust/bindgen

  2. 创建配置文件cargo2gn.json，可以参考如下配置。

    {"copy-out": true,"run": true,"add-workspace": true,"cargo-bin": "/mnt/xxx/openharmony/prebuilts/rustc/linux-x86_64/current/bin"
}

  3. 执行以下命令进行转换。

    python3 /mnt/xxx/openharmony/build/scripts/cargo2gn.py --config cargo2gn.json

    转换结果

    import("//build/templates/rust/ohos_cargo_crate.gni")ohos_cargo_crate("lib") {crate_name = "bindgen"crate_type = "rlib"crate_root = "./lib.rs"sources = ["./lib.rs"]edition = "2018"cargo_pkg_version = "0.64.0"cargo_pkg_authors = "Jyun-Yan You <jyyou.tw@gmail.com>,  Emilio Cobos Álvarez <emilio@crisal.io>,  Nick Fitzgerald <fitzgen@gmail.com>,  The Servo project developers"cargo_pkg_name = "bindgen"cargo_pkg_description = "Automatically generates Rust FFI bindings to C and C++ libraries."deps = ["//third_party/rust/bitflags:lib","//third_party/rust/cexpr:lib","//third_party/rust/clang-sys:lib","//third_party/rust/lazy_static:lib","//third_party/rust/lazycell:lib","//third_party/rust/log:lib","//third_party/rust/peeking_take_while:lib","//third_party/rust/proc-macro2:lib","//third_party/rust/quote:lib","//third_party/rust/regex:lib","//third_party/rust/rustc-hash:lib","//third_party/rust/shlex:lib","//third_party/rust/syn:lib","//third_party/rust/which:lib",]features = ["default","log","logging","static","which","which-rustfmt",]build_root = "build.rs"build_sources = ["build.rs"]build_script_outputs = ["host-target.txt"]
}

多个库批量转换操作步骤

  1. 进入到rust目录下。

    cd openharmony/third_party/rust

  2. 把所有需要转换的rust三方库添加到rust目录下的Cargo.toml的[workspace]里，如下所示。

    [workspace]
members = ["aho-corasick","memchr",
]

  3. 执行单个库转换操作步骤的2和3。

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目录 一、引言 二、量纲对齐常见方法 2.1 Z-score标准化Sigmoid归一化 2.2 Min-Max 归一化 2.3 Rank Transformation 2.4 Log Transformation 2.5 Robust Scaling 3、总结 一、引言 类似抖音、快手、小红书等产品的信息流推荐业务&#xff0c;主要通过信息流广告、信…
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前端高级CSS用法

前端高级CSS用法

前端高级CSS用法 在前端开发中&#xff0c;CSS&#xff08;层叠样式表&#xff09;不仅是用来控制网页的外观和布局&#xff0c;更是实现复杂交互和动态效果的关键技术之一。随着前端技术的不断发展&#xff0c;CSS的用法也日益丰富和高级。本文将深入探讨前端高级CSS的用法&a…
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How to install a package in offline scenario in Ubuntu 24.04

How to install a package in offline scenario in Ubuntu 24.04

概述 做过信创项目的兄弟们在工作上每天可能面对很多需要解决的问题&#xff0c;不过&#xff0c;有一类问题可能是大家经常遇的&#xff0c;比方说&#xff0c;有时候我们不得不硬着头皮在离线生产环境中安装某些软件包&#xff0c;相信很多兄弟被这种细碎的小事搞得焦头烂额…
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C++类与对象——拷贝构造与运算符重载

C++类与对象——拷贝构造与运算符重载

拷贝构造函数和赋值运算符重载就是C类默认六个函数之二。 拷贝构造函数&#xff1a; 如果⼀个构造函数的第⼀个参数是自身类类型的引用&#xff0c;且任何额外的参数都有默认值&#xff0c;则此构造函数 也叫做拷贝构造函数&#xff0c;也就是说拷贝构造是⼀个特殊的构造函数…
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