Harmony--OpenHarmony 4.0的 Rust 开发--其乐融融的IT技术小站

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背景

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
Cargo	Cargo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。
crate	crate是一个独立的可编译单元。
Lint	Lint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_executable	rust可执行文件	rust可执行文件，不带后缀
ohos_rust_shared_library	rust动态库	rust dylib动态库，默认后缀.dylib.so
ohos_rust_static_library	rust静态库	rust rlib静态库，默认后缀.rlib
ohos_rust_proc_macro	rust proc_macro	rust proc_macro库，默认后缀.so
ohos_rust_shared_ffi	rust FFI动态库	rust cdylib动态库，给C/C++模块调用，默认后缀.so
ohos_rust_static_ffi	rust 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 crate	rust三方crate，支持rlib、dylib、bin
ohos_rust_systemtest	rust系统测试用例	rust可执行系统测试用例，不带后缀
ohos_rust_unittest	rust单元测试用例	rust可执行单元测试用例，不带后缀
ohos_rust_fuzztest	rust Fuzz测试用例	rust可执行Fuzz测试用例，不带后缀

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：

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

//! simple_printer

/// struct RustLogMessage

pub struct RustLogMessage {
    /// i32: id
    pub id: i32,
    /// String: msg
    pub msg: String,
}

/// function rust_log_rlib
pub fn rust_log_rlib(msg: RustLogMessage) {
    println!("id:{} message:{:?}", msg.id, msg.msg)
}

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);
}

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" ]
}

执行编译得到的可执行文件，运行结果如下：

./build.sh --product-name rk3568 --build-target build/rust/tests:tests  --no-prebuilt-sdk
hdc_std.exe shell mount -o rw,remount /
hdc_std.exe shell file send test_dylib_crate /data/local/tmp
hdc_std.exe file send libsimple_printer_dylib.dylib.so /system/lib

hdc_std.exe shell
# cd /data/local/tmp
# chmod +x test_dylib_crate
# ./test_dylib_crate
id:0 message:"string in rlib crate"

配置Rust应用系统库示例

增加依赖：

// GN 里增加依赖
ohos_rust_executable("test_dylib_crate") {
  sources = [ "src/main.rs" ]
  deps = [ ":simple_printer_dylib" ]
  # 增加外部依赖
  external_deps = [ "hilog:hilog_rust" ]
}

// bundle.json 里增加依赖
"components": [
  "hilog"
],

增加调用：

extern crate simple_printer_dylib;

use simple_printer_dylib::rust_log_dylib;
use simple_printer_dylib::RustLogMessage;
//! 增加引用
use std::ffi::{ c_char, CString };
use hilog_rust::{hilog, info, HiLogLabel, LogType};

const LOG_LABEL: HiLogLabel = HiLogLabel {
    log_type: LogType::LogCore,
    domain: 0xD002220, 
    tag: "TEST_RUST",
};

fn main() {
    let msg: RustLogMessage = RustLogMessage {
        id: 0,
        msg: "string in rlib crate".to_string(),
    };
    rust_log_dylib(msg);
    //! 增加调用
    info!(LOG_LABEL, "Fnished enable all keys.");
}

运行测试：

// 运行
# ./test_dylib_crate
id:0 message:"string in rlib crate"

// 查看hilog
# hilog | grep Fnished
08-17 05:14:18.121 29293 29293 I C02220/TEST_RUST: Fnished enable all keys.

注意：rust和openharmony其他开源代码可以混合使用，如rust可以生成C/C库，给其他C/C应用使用，反之C/C++库也可以给rust应用调用

总结

OpenHarmony已经全面支持的rust开发，一些工具部件如hilog也有对应的rust版本。
社区文档：https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/device-dev/subsystems/subsys-build-rust-compilation.md。
社区样例：https://gitee.com/openharmony/build rust目录下有各种样例。