0x01 Introduction
Rust語(yǔ)言突然很火，其運(yùn)行速度堪比C++畏妖，有傳言說可能會(huì)成為C/C++的替代品梗顺。但是這不是今天討論的話題畴栖。還是來看下Rust強(qiáng)大的交叉編譯吧，用Rust構(gòu)建so庫(kù)。網(wǎng)絡(luò)上大都是在Linux系統(tǒng)下操作，包括官方文檔也都是以Linux系統(tǒng)為例說明的。今天我們就來詳細(xì)的講一下如何在Windows下使用Rust構(gòu)建so庫(kù)惑灵，以及Rust構(gòu)建的so文件與傳統(tǒng)的C/C++有什么區(qū)別呢？
0x02 Tools
主要工具：
- Android Studio——編寫Android Demo的工具
- IDEA（VS Code也可以）——編寫Rust語(yǔ)言的工具
- Python——執(zhí)行生成工具鏈的 python腳本
其它工具(非必須)：
- IDA——反編譯so文件
0x03 Environment
- 安裝Rust語(yǔ)言環(huán)境
- 安裝Python環(huán)境
- 安裝Android SDK和Android NDK環(huán)境
0x04 Code
新建項(xiàng)目
IDEA安裝Rust插件眼耀，新建項(xiàng)目英支。新建項(xiàng)目的項(xiàng)目名稱如果存在多個(gè)單詞建議使用下劃線分隔，比如rust_jni_android哮伟，防止后面編譯報(bào)warning干花。
添加依賴
在Cargo.toml中添加JNI依賴，并聲明lib.rs的crate_type為cdylib楞黄。告知編譯器要編譯成庫(kù)池凄。這樣將會(huì)構(gòu)建出動(dòng)態(tài)庫(kù) （.so, .dylib 或 .dll 文件，取決你的操作系統(tǒng)類型)鬼廓。
[dependencies]
# 添加 jni 依賴肿仑，并指定版本 0.17.0 截至目前是最新的版本
jni = { version = "0.17.0", default-features = false }
[lib]
crate_type = ["cdylib"]
編寫代碼
coding...
#![cfg(target_os = "android")]
#![allow(non_snake_case)]
use std::ffi::{CString, CStr};
use jni::JNIEnv;
use jni::objects::{JObject, JString};
use jni::sys::{jstring};
#[no_mangle]
pub unsafe extern fn Java_com_example_logproject_NativeMethodTest_hello(env: JNIEnv, _: JObject, j_recipient: JString) -> jstring {
let recipient = CString::from(
CStr::from_ptr(
env.get_string(j_recipient).unwrap().as_ptr()
)
);
let output = env.new_string("Hello ".to_owned() + recipient.to_str().unwrap()).unwrap();
output.into_inner()
}
#[no_mangle]
pub unsafe extern fn Java_com_example_logproject_NativeMethodTest_init(env: JNIEnv, jclass: JObject)
-> jstring {
// 將某個(gè)setEnable方法設(shè)置為true
let clazz = env.find_class("com/example/logproject/SDK").unwrap();
env.call_static_method(clazz, "setEnable", "(Z)V", &[JValue::from(true)]);
let str = "i'm a so by rust!";
let str = env.new_string(str.to_owned()).unwrap();
str.into_inner()
}
0x04 Building
準(zhǔn)備工具鏈
用Python編譯工具鏈。如果Android NDK安裝的是默認(rèn)路徑碎税，在任意位置新建一個(gè)文件夾（建議不要帶有中文路徑）尤慰，然后使用CMD或者PowerShell執(zhí)行下面的代碼。如果NDK的位置不是默認(rèn)安裝位置雷蹂，務(wù)必更換NDK_HOME的地址伟端。
注：--api 29中的29是Android SDK中下載的API版本。我這里項(xiàng)目中用的androidx萎河，也下載過API 28的SDK荔泳，依然可以正常運(yùn)行。
$NDK_HOME="$env:LOCALAPPDATA\Android\Sdk\ndk-bundle"
mkdir NDK
python "$NDK_HOME\build\tools\make_standalone_toolchain.py" --api 28 --arch arm64 --install-dir NDK/arm64
python "$NDK_HOME\build\tools\make_standalone_toolchain.py" --api 28 --arch arm --install-dir NDK/arm
python "$NDK_HOME\build\tools\make_standalone_toolchain.py" --api 28 --arch x86 --install-dir NDK/x86
生成過程大約需要2-3分鐘虐杯，下面是生成結(jié)果玛歌。
創(chuàng)建Cargo配置文件
進(jìn)入到Cargo的安裝目錄，查看目錄下是否有config文件擎椰，沒有就創(chuàng)建支子。默認(rèn)應(yīng)該是沒有config文件的。
注：config文件不需要擴(kuò)展名达舒。
在config文件中添加以下內(nèi)容值朋，其中ar和linker中的路徑請(qǐng)修改為上面創(chuàng)建工具鏈的路徑
[target.aarch64-linux-android]
ar = "E:\\rust_jni\\NDK\\arm64\\bin\\aarch64-linux-android-ar.exe"
linker = "E:\\rust_jni\\NDK\\arm64\\bin\\aarch64-linux-android-clang.cmd"
[target.armv7-linux-androideabi]
ar = "E:\\rust_jni\\NDK\\arm\\bin\\arm-linux-androideabi-ar.exe"
linker = "E:\\rust_jni\\NDK\\arm\\bin\\arm-linux-androideabi-clang.cmd"
[target.i686-linux-android]
ar = "E:\\rust_jni\\NDK\\x86\\bin\\i686-linux-android-ar.exe"
linker = "E:\\rust_jni\\NDK\\x86\\bin\\i686-linux-android-clang.cmd"
安裝交叉編譯組件
在CMD或者PowerShell執(zhí)行下面的代碼，來支持各平臺(tái)的編譯巩搏，依然需要等待幾分鐘昨登。
其中，各平臺(tái)與Android NDK filter的映射關(guān)系如下：
aarch64-linux-android 對(duì)應(yīng) arm64-v8a
armv7-linux-androideabi 對(duì)應(yīng) armeabi-v7a
i686-linux-android 對(duì)應(yīng) x86
rustup target add aarch64-linux-android armv7-linux-androideabi i686-linux-android
生成so庫(kù)
三個(gè)平臺(tái)需要以下三條命令分別生成贯底，這里我僅測(cè)試過生成arm64-v8a和armeabi-v7a的so庫(kù)丰辣。
cargo build --target aarch64-linux-android --release
cargo build --target armv7-linux-androideabi --release
cargo build --target i686-linux-android --release
以armeabi-v7a為例，打開在IDEA中剛才編寫的代碼禽捆，在控制臺(tái)中輸入編譯命令笙什，回車。
so庫(kù)在哪里呢胚想？展開target目錄琐凭，我這里編譯了兩次，所以存在兩個(gè)編譯文件
然后在展開armv7-linux-androideabi-release-deps-librust_jni_android,
然后拷到android的項(xiàng)目目錄就行了浊服。
0x05 Finally
所有的工作都已經(jīng)完成了统屈，生成的so也可以使用。
但是我發(fā)現(xiàn)幾個(gè)問題：
- 生成的so文件在Android 5.1的系統(tǒng)可能會(huì)崩潰牙躺，Android 10正常鸿吆。也有可能是我5.1手機(jī)的問題。我需要再進(jìn)一步驗(yàn)證述呐。
- 調(diào)試so文件比較復(fù)雜惩淳，我還沒找到好的調(diào)試方法，如果有好的方法乓搬，大家可以分享下思犁。
關(guān)于源碼，我會(huì)在寫完第二節(jié)放出进肯。
參考資料：
rust-jni:https://docs.rs/jni/0.17.0/jni/
Building and Deploying aRust library on Android:https://mozilla.github.io/firefox-browser-architecture/experiments/2017-09-21-rust-on-android.html
