Rust/C/C++ 混合构建 - Buck2构建工具一探究竟

Buck2 构建工具一探究竟

Buck2是Meta公司在2023年开源的多语言构建工具,旨在对2013年开源Buck进行全方面的升级改造。目前支持C/C++, Java, Go, Rust, Python, Haskell等语言项目的构建。

主要特性

  1. Buck2 的执行速度是Buck1的两倍,核心逻辑使用Rust语言编写。
  2. Buck2 支持C++,Python,Rust构建,但它的设计与语言无关。
  3. Buck2 使用Starlark来编写构建规则,这是一门基于Python增强后的语言,任何语言都可以用一套语言规则来编写构建规则。Buck1的构建规则是直接包含在核心中,Bazel则是把C++/Java都写在了核心里
  4. Buck2 支持远程执行并且是首选,本地执行也被当作一种特殊的远程执行 (这意味着可以预先计算目录哈希等内容,准备发送到远程执行,从而提高效率。)
  5. Buck2的实现是基于虚拟文件系统(virtual file systems)来的。好处是我们可以使虚拟文件系统与完整检出一样快,但具有更快检出和更低磁盘使用率的优点

关键概念

  1. 构建规则(build rule) 构建规则描述如何从一组输入文件生成输出文件。大多数构建规则特定于特定语言或平台。例如,您可以使用 cxx_binary 规则创建 C++ 二进制文件,但可以使用 android_binary 规则创建 Android APK。
  2. 构建目标(build target) 构建目标是唯一标识构建规则的字符串。它可以被认为是 Buck 项目中构建规则的 URI。
  3. 构建文件 (build file) 构建文件定义一个或多个构建规则。在 Buck 中,构建文件通常命名为 BUCKBUCK 文件类似于Make实用程序使用的Makefile。在您的项目中,每个可构建的软件单元(例如二进制文件或库)通常都有一个单独的BUCK文件。对于大型项目,您可能有数百个BUCK文件。
  4. Buck包 Buck 包包含: Buck 构建文件(BUCK 文件)、与 BUCK 文件位于同一目录或子目录中的所有文件(例如源文件和头文件),前提是这些子目录本身不包含 BUCK 文件。换句话说,BUCK 文件定义了包的根,但 Buck 包可能不包含其所有子目录,因为 Buck 包不重叠或包含其他 Buck 包。

工具链

Buck2支持多种语言,所有这些都需要一个工具链,人们可以自定义他们的专用工具链,或者使用官方的默认工具链。默认的工具链由buck2通过buck2 init命令生成,即当前目录会生成一个toolchains文件夹。

Playground

如何用Buck2来构建有Rust与C的混合项目, 下面是一个具体项目的主要步骤。

这是一个Rust二进制项目,rust主文件通过链接到C库来访问定义在c中的函数,流程大概几步

  1. 通过 cargo new my-project 创建项目

  2. 修改源码,在my-project/src 目录下新增greet.c, 并加入

    #include <stdio.h>

    void greet(const char *name)
    {
    printf("Hello, %s!\n", name);
    }

my-project/src/main.rs 通过FFI让rust访问greet.c定义的greet函数

复制代码
use std::ffi::CString;

extern "C" {
    fn greet(name: *const std::os::raw::c_char);
}

fn main() {
    unsafe {
        let c = "world".to_string();
        let c = CString::new(c).unwrap();
        greet(c.as_ptr());
    }
}
  1. 编译动态库,gcc greet.c -shared -o libgreet.so

  2. my-project下新增build.rs, 并加入

    fn main() {
    // dynatic link against libgreet.so'
    // NB: the linker actually looks for a file with a 'lib' prefix
    println!("cargo::rustc-link-search=native=./src");
    println!("cargo::rustc-link-lib=dylib=greet");
    // This will add absolute path of the dynamic library to the rpath
    println!("cargo:rustc-link-arg=-Wl,-rpath,$ORIGIN/../../src");
    }

  3. 执行cargo run, 结果输出Hello, world!

以上就是用Cargo来构建Rust/C 混合项目的主要步骤了,其主要是通过build.rs来实现rust与其他语言的构建,针对c/c++构建,社区提供了cc库简化了一些步骤。

如果Buck2来替代build.rs, 这不仅可以简化步骤,并且支持更多语言和提供更一致的构建体验

假设安装了buck2,则项目根目录执行buck2 init, 这会生成BUCK配置文件,需要通过BUCK编写规则告诉buck2怎么构建项目

  1. BUCK配置中增加

    cxx_library(
    name = "greet",
    srcs = glob(
    ["src/*.c"],
    )
    )

    rust_binary(
    name = "main",
    srcs = glob(
    ["src/*.rs"],
    ),
    deps = [":greet"],
    )

在cxx_library里定一个了构建任务greet,目标是生成动态链接库lib_greet.so, 然后定义一个二进制构建任务main, 在字段deps中把前者greet作为它的依赖项。

  1. 执行 buck2 run :main 即可输出Hello, world

    Starting new buck2 daemon...
    Connected to new buck2 daemon.
    Build ID: d3cf0117-a17d-4266-9637-c01f932afb55
    Jobs completed: 76. Time elapsed: 0.9s.
    Cache hits: 0%. Commands: 3 (cached: 0, remote: 0, local: 3)
    BUILD SUCCEEDED
    Hello, world!

总结

Buck2是一个支持多语言混合构建的集成构建工具,在某种程度上可以替代Cargo项目用来支持其他语言构建用的build.rs,让构建提供更一致的构建体验。