从LLVM位代码生成Rust可执行文件

Question

我如何生成由Rust编写且已编译为LLVM-IR位代码的应用程序的可执行文件？

如果我尝试使用rustc编译 .bc 文件，它会告诉我 流不包含有效的UTF-8 ，我似乎找不到rustc中是否有特定的选项可以解决这个问题。

基本上，我想实现以下操作： program.rs -> program.bc -> program。 其中 program 是最终的可执行文件。我应该采取哪些步骤来实现这一点？

- Leonardo Marques

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rustc 是 Rust 编译器，它不会编译其他输入格式。如果您有位码，为什么不使用 LLVM 的 llc 或等效工具呢？ - Shepmaster

这是我的初步猜测，但我对llc不太熟悉，只找到了这个：-filetype - 选择文件类型（并非所有类型都适用于所有目标）： =asm - 发出一个汇编（'.s'）文件 =obj - 发出本机对象（'.o'）文件 =null - 发出空的内容，用于性能测试。 然而，它们都不是我在找的。 - Leonardo Marques

Answer 1

从这个源代码开始：

fn main() {
    println!("Hello, world!");
}

您可以创建LLVM中间表示（IR）或位码（BC）：

# IR in hello.ll
rustc hello.rs --emit=llvm-ir
# BC in hello.bc
rustc hello.rs --emit=llvm-bc

这些文件可以被LLVM进一步处理，产生汇编代码或目标文件：

# Assembly in hello.s
llc hello.bc
# Object in hello.o
llc hello.bc --filetype=obj

接下来，您需要将文件链接以生成可执行文件。这需要链接到Rust标准库。路径取决于平台和版本：

cc -L/path/to/stage2/lib/rustlib/x86_64-apple-darwin/lib/ -lstd-f4a73f2c70e583e1 -o hello2 hello.o

您可以运行这个程序：

DYLD_LIBRARY_PATH=/path/to/stage2/lib/rustlib/x86_64-apple-darwin/lib/ ./hello2

这个答案提供了macOS特定的解决方案，但是一般概念可以扩展到Linux和Windows。在Linux上，实现会略有不同，在Windows上可能会大大不同。值得注意的是，我使用了DYLD_LIBRARY_PATH，因为我动态链接到了Rust标准库，而这个库不在我的常规库搜索路径中。

请注意，LLVM IR和BC文件没有最强的前向/后向兼容性保证。这意味着您需要使用与您正在使用的rustc版本兼容的llc版本。对于这个答案，我使用了由我的本地Rust开发构建生成的llc。

% rustc --version --verbose
rustc 1.53.0 (53cb7b09b 2021-06-17)
binary: rustc
commit-hash: 53cb7b09b00cbea8754ffb78e7e3cb521cb8af4b
commit-date: 2021-06-17
host: x86_64-apple-darwin
release: 1.53.0
LLVM version: 12.0.1

% llc --version
LLVM (http://llvm.org/):
  LLVM version 12.0.1-rust-dev
  Optimized build.
  Default target: x86_64-apple-darwin20.5.0
  Host CPU: skylake

还可以参考:

• LLVM汇编语言有多稳定？

- Shepmaster

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@LeonardoMarques 当我将目标文件与标准库链接时，它使用了动态链接。由于Rust标准库不在我的默认库搜索路径中，因此我必须在程序执行时告诉动态链接器在哪里找到它。你可以构建一个静态二进制文件（对我来说在OS X上有点棘手，所以我跳过了），或者如果标准库在搜索路径中，运行时链接器就会知道在哪里找到它。 - Shepmaster

-lstd-2f39a9bd 不应该有 .dylib 扩展名吗？为什么构建静态二进制文件很棘手？ - Leonardo Marques

@LeonardoMarques 这就是 -l 标志的工作原理。它会在前面加上 lib 并添加 .dylib（或 .so，或适用于该平台的任何内容）。 - Shepmaster

@LeonardoMarques "苹果不支持在Mac OS X上静态链接二进制文件"。另请参阅创建静态Mac OS X C构建。Stack Overflow有很多这些细节。 :-) - Shepmaster

谢谢！我看到了这篇有用的帖子：https://dev59.com/5nDYa4cB1Zd3GeqPB5Ip - rambi

Answer 2

LLVM文档非常晦涩，所以并不明显，但是 clang 可以编译LLVM IR文件（“.ll”）和bitcode文件（“.bc”），并链接您的系统库。

在具有Rust 1.9的Linux上：

clang -dynamic-linker /usr/local/lib/rustlib/x86_64-unknown-linux-gnu/lib/libstd-d16b8f0e.so  hello.ll -o hello

- Peter Caven