链接

注意：本节更多地从编译器的角度而不是语言的角度进行描述。

编译器支持各种方法来静态和动态地将包链接在一起。本节将探讨将包链接在一起的各种方法，有关原生库的更多信息可以在本书的 FFI 部分中找到。

在一次编译过程中，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，则所有 crate_type 属性都将被忽略，而只构建命令行指定的工件。

• --crate-type=bin、#![crate_type = "bin"] - 将生成一个可运行的可执行文件。这要求在包中有一个 main 函数，该函数将在程序开始执行时运行。这将链接所有 Rust 和原生依赖项，生成一个可分发的二进制文件。这是默认的包类型。

• --crate-type=lib、#![crate_type = "lib"] - 将生成一个 Rust 库。这是一个关于究竟生成什么的模糊概念，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”的库样式。输出库始终可由 rustc 使用，但实际的库类型可能会不时更改。其余的输出类型都是不同风格的库，lib 类型可以看作是其中之一的别名（但实际的类型是由编译器定义的）。

• --crate-type=dylib、#![crate_type = "dylib"] - 将生成一个动态 Rust 库。这与 lib 输出类型不同，因为它强制生成动态库。生成的动态库可以用作其他库和/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"] - 将生成一个静态系统库。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一个静态库，其中包含所有本地包代码以及所有上游依赖项。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。建议在将 Rust 代码链接到现有的非 Rust 应用程序等情况下使用此格式，因为它不会对其他 Rust 代码具有动态依赖性。

• --crate-type=cdylib、#![crate_type = "cdylib"] - 将生成一个动态系统库。这用于编译要从其他语言加载的动态库。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"] - 将生成一个“Rust 库”文件。这用作中间工件，可以被认为是“静态 Rust 库”。与 staticlib 文件不同，这些 rlib 文件在未来的链接中由编译器解释。这实质上意味着 rustc 将在 rlib 文件中查找元数据，就像它在动态库中查找元数据一样。这种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 -L 路径，则编译器会将输出工件识别为宏，并且可以为程序加载它。使用此包类型编译的包必须仅导出过程宏。编译器将自动设置 proc_macro 配置选项。包始终使用编译器本身构建时使用的目标进行编译。例如，如果您在使用 x86_64 CPU 的 Linux 上执行编译器，则目标将是 x86_64-unknown-linux-gnu，即使该包是为不同目标构建的另一个包的依赖项也是如此。

请注意，这些输出是可堆叠的，因为如果指定了多个输出，则编译器将在无需重新编译的情况下生成每种形式的输出。但是，这只适用于由相同方法指定的输出。如果只指定了 crate_type 属性，则将构建所有属性，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，如果包 A 依赖于包 B，则编译器可以在整个系统中以各种不同的形式找到 B。但是，编译器只查找 rlib 格式和动态库格式。对于这两种依赖库选项，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，编译器在确定将使用哪种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。此要求源于无法将动态库转换为静态格式的原因。

   请注意，不可能将原生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原生动态依赖项的警告。

2. 如果正在生成 rlib 文件，则对上游依赖项可用的格式没有任何限制。 只需所有上游依赖项都可用于从中读取元数据。

   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并且未指定 -C prefer-dynamic 标志，则首先尝试以 rlib 格式查找依赖项。 如果某些依赖项在 rlib 格式中不可用，则尝试动态链接（见下文）。

4. 如果正在生成动态链接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都不会出现多次。 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，因为会有两个 A 的副本。编译器允许混合使用 rlib 和 dylib 格式，但必须满足此限制。

   编译器目前没有实现任何提示库应该链接什么格式的方法。 动态链接时，编译器将尝试最大化动态依赖项，同时仍然允许通过 rlib 链接一些依赖项。

   对于大多数情况，如果动态链接，建议将所有库都作为 dylib 提供。 对于其他情况，如果编译器无法确定要链接每个库的格式，它将发出警告。

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 的输出格式进行更精细的控制，则可以使用其他选项。

静态和动态 C 运行时

标准库通常努力为目标适当地支持静态链接和动态链接的 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一种链接到 C 运行时的默认模式。 通常，默认情况下目标是动态链接的，但也有一些例外默认是静态的，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尊重 crt-static 目标特性。 这些目标特性通常通过编译器本身的标志从命令行配置。 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 运行时的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，以确保它按预期链接。

Crates 还可以了解 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使用不同的方式编译（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 指定编译器的标志。 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