链接

编译器支持各种方法来静态和动态链接 crate。本节将探讨链接 crate 的各种方法，有关本机库的更多信息可以在书籍的 FFI 部分中找到。

在一次编译会话中，编译器可以通过使用命令行标志或 crate_type 属性生成多个工件。如果指定了一个或多个命令行标志，所有 crate_type 属性将被忽略，只构建命令行指定的工件。

• --crate-type=bin、#![crate_type = "bin"] - 将生成可运行的可执行文件。这要求 crate 中有一个 main 函数，在程序开始执行时运行。这将链接所有 Rust 和本机依赖项，生成单个可分发的二进制文件。这是默认的 crate 类型。

• --crate-type=lib、#![crate_type = "lib"] - 将生成 Rust 库。这是一个模糊的概念，因为库可以以多种形式体现。此通用 lib 选项的目的是生成“编译器推荐“风格的库。输出库将始终可被 rustc 使用，但实际的库类型可能会不时变化。其余输出类型都是库的不同变体，lib 类型可以看作是其中之一的别名（但实际的是编译器定义的）。

• --crate-type=dylib、#![crate_type = "dylib"] - 将生成动态 Rust 库。这与 lib 输出类型不同，因为它强制生成动态库。生成的动态库可用作其他库和/或可执行文件的依赖项。此输出类型将在 Linux 上创建 *.so 文件，在 macOS 上创建 *.dylib 文件，在 Windows 上创建 *.dll 文件。

• --crate-type=staticlib、#![crate_type = "staticlib"] - 将生成静态系统库。这与其他库输出不同，因为编译器永远不会尝试链接到 staticlib 输出。此输出类型的目的是创建包含所有本地 crate 代码以及所有上游依赖项的静态库。此输出类型将在 Linux、macOS 和 Windows (MinGW) 上创建 *.a 文件，在 Windows (MSVC) 上创建 *.lib 文件。此格式建议用于将 Rust 代码链接到现有非 Rust 应用程序等场景，因为它不会对其他 Rust 代码有动态依赖关系。

  请注意，静态库可能具有的任何动态依赖项（例如对系统库的依赖，或对编译为动态库的 Rust 库的依赖）在从某处链接该静态库时必须手动指定。--print=native-static-libs 标志可能对此有所帮助。

  请注意，由于生成的静态库包含所有依赖项的代码（包括标准库），并且还导出它们的所有公共符号，将静态库链接到可执行文件或共享库可能需要特别注意。对于共享库，导出符号列表必须通过链接器或符号版本脚本、导出符号列表 (macOS) 或模块定义文件 (Windows) 进行限制。此外，可以删除未使用的部分以删除所有未实际使用的依赖项代码（例如 --gc-sections 或 macOS 的 -dead_strip）。

• --crate-type=cdylib、#![crate_type = "cdylib"] - 将生成动态系统库。这用于编译要从另一种语言加载的动态库。此输出类型将在 Linux 上创建 *.so 文件，在 macOS 上创建 *.dylib 文件，在 Windows 上创建 *.dll 文件。

• --crate-type=rlib、#![crate_type = "rlib"] - 将生成“Rust 库“文件。这用作中间工件，可以看作是“静态 Rust 库“。这些 rlib 文件与 staticlib 文件不同，编译器在未来的链接中会解释它们。这本质上意味着 rustc 将在 rlib 文件中查找元数据，就像在动态库中查找元数据一样。此输出形式用于生成静态链接的可执行文件以及 staticlib 输出。

• --crate-type=proc-macro、#![crate_type = "proc-macro"] - 生成的输出未指定，但如果为其提供了 -L 路径，则编译器将识别输出工件为宏，并且可以为程序加载。使用此 crate 类型编译的 crate 必须只导出过程宏。编译器将自动设置 proc_macro配置选项。crate 始终使用编译器本身构建时的相同目标编译。例如，如果您从具有 x86_64 CPU 的 Linux 执行编译器，即使该 crate 是为不同目标构建的另一个 crate 的依赖项，目标也将是 x86_64-unknown-linux-gnu。

请注意，这些输出是可堆叠的，如果指定了多个，则编译器将生成每种形式的输出而无需重新编译。但是，这仅适用于由同一方法指定的输出。如果只指定了 crate_type 属性，则它们都将被构建，但如果指定了一个或多个 --crate-type 命令行标志，则只构建这些输出。

对于所有这些不同类型的输出，如果 crate A 依赖于 crate B，则编译器可以在系统中找到各种不同形式的 B。然而，编译器查找的唯一格式是 rlib 格式和动态库格式。有了依赖库的这两个选项，编译器必须在某个时候在这两种格式之间做出选择。考虑到这一点，编译器在确定使用什么格式的依赖项时遵循以下规则：

1. 如果正在生成静态库，则所有上游依赖项都必须以 rlib 格式提供。此要求源于动态库无法转换为静态格式的原因。

   请注意，无法将本机动态依赖项链接到静态库，在这种情况下，将打印有关所有未链接的本机动态依赖项的警告。

2. 如果正在生成 rlib 文件，则对上游依赖项可用的格式没有限制。只需所有上游依赖项可用于读取元数据即可。

   原因是 rlib 文件不包含任何上游依赖项。所有 rlib 文件都包含 libstd.rlib 的副本效率不高！

3. 如果正在生成可执行文件且未指定 -C prefer-dynamic 标志，则首先尝试以 rlib 格式查找依赖项。如果某些依赖项不可用 rlib 格式，则尝试动态链接（见下文）。

4. 如果正在生成动态库或正在动态链接的可执行文件，则编译器将尝试协调 rlib 或 dylib 格式的可用依赖项以创建最终产品。

   编译器的一个主要目标是确保库在任何工件中不会出现多次。例如，如果动态库 B 和 C 都静态链接到库 A，则 crate 不能同时链接到 B 和 C，因为会有 A 的两个副本。编译器允许混合 rlib 和 dylib 格式，但必须满足此限制。

   编译器目前没有实现提示库应以何种格式链接的方法。在动态链接时，编译器将尝试最大化动态依赖项，同时仍允许某些依赖项通过 rlib 链接。

   对于大多数情况，如果动态链接，建议所有库都以 dylib 形式提供。对于其他情况，如果编译器无法确定每个库应链接的格式，将发出警告。

通常，--crate-type=bin 或 --crate-type=lib 应该足以满足所有编译需求，如果需要对 crate 的输出格式进行更细粒度的控制，可以使用其他选项。

静态和动态 C 运行时

标准库通常力求支持目标的静态链接和动态链接 C 运行时。例如，x86_64-pc-windows-msvc 和 x86_64-unknown-linux-musl 目标通常同时提供两种运行时，用户可以选择他们想要的。编译器中的所有目标都有链接到 C 运行时的默认模式。通常目标默认动态链接，但也有例外，默认为静态链接，例如：

• arm-unknown-linux-musleabi
• arm-unknown-linux-musleabihf
• armv7-unknown-linux-musleabihf
• i686-unknown-linux-musl
• x86_64-unknown-linux-musl

C 运行时的链接配置为遵循 crt-static 目标功能。这些目标功能通常通过编译器本身的命令行标志进行配置。例如，要启用静态运行时，您将执行：

rustc -C target-feature=+crt-static foo.rs

而要动态链接到 C 运行时，您将执行：

rustc -C target-feature=-crt-static foo.rs

不支持在 C 运行时链接之间切换的目标将忽略此标志。建议在编译器成功后检查生成的二进制文件以确保其按预期链接。

crate 也可以了解 C 运行时的链接方式。例如，MSVC 上的代码需要根据链接的运行时进行不同的编译（例如使用 /MT 或 /MD）。这目前通过 [cfg 属性 target_feature 选项]导出：

#![allow(unused)]
fn main() {
#[cfg(target_feature = "crt-static")]
fn foo() {
    println!("the C runtime should be statically linked");
}

#[cfg(not(target_feature = "crt-static"))]
fn foo() {
    println!("the C runtime should be dynamically linked");
}
}

另请注意，Cargo 构建脚本可以通过环境变量了解此功能。在构建脚本中，您可以通过以下方式检测链接：

use std::env;

fn main() {
    let linkage = env::var("CARGO_CFG_TARGET_FEATURE").unwrap_or(String::new());

    if linkage.contains("crt-static") {
        println!("the C runtime will be statically linked");
    } else {
        println!("the C runtime will be dynamically linked");
    }
}

要在本地使用此功能，您通常会使用 RUSTFLAGS 环境变量通过 Cargo 指定编译器标志。例如，要在 MSVC 上编译静态链接的二进制文件，您将执行：

RUSTFLAGS='-C target-feature=+crt-static' cargo build --target x86_64-pc-windows-msvc

混合 Rust 和外部代码库

如果您将 Rust 与外部代码（例如 C、C++）混合使用，并希望创建包含两种代码类型的单个二进制文件，您有两种方法进行最终二进制链接：

• 使用 rustc。使用 -L <directory> 和 -l<library> rustc 参数传递任何非 Rust 库，和/或在 Rust 代码中使用 #[link] 指令。如果需要链接 .o 文件，可以使用 -Clink-arg=file.o。
• 使用您的外部链接器。在这种情况下，您首先需要生成 Rust staticlib 目标并将其传递到外部链接器调用中。如果需要链接多个 Rust 子系统，您将需要生成_单个_ staticlib，可能使用大量 extern crate 语句来包含多个 Rust rlib。多个 Rust staticlib 文件可能会冲突。

目前不支持将 rlib 直接传递到外部链接器。

禁止的链接和展开

只有在二进制文件根据以下规则一致构建时，才能使用 Panic 展开。

如果满足以下任一条件，则 Rust 工件称为可能展开：

• 工件使用 unwind panic 处理器。
• 工件包含使用 unwind panic 策略构建的 crate，该 crate 调用使用 -unwind ABI 的函数。
• 工件对在另一个具有单独 Rust 运行时副本的 Rust 工件中运行的代码进行 "Rust" ABI 调用，并且该另一个工件可能展开。

如果 Rust 工件可能展开，则其所有 crate 必须使用 unwind panic 策略构建。否则，展开可能导致未定义行为。