本篇是关于交叉编译Rust库，生成Android和iOS的二进制文件（so与a文件），以及简单的集成使用。
1.环境
系统：macOS 13.0 M1 Pro，Windows 10
Python: 3.9.6
Rust: 1.66.1
NDK: 21.4.7075529
这里就不具体说明以上环境的安装配置了，有需要可以去对应官网查找或看文末参考链接。高版本ndk操作有所不同，我后面会说到。其他版本没有具体要求，大体一致即可。
总的来说，macOS和Windows在操作上没有太大的区别，主要是两者环境安装配置的不同，。本篇以macOS为例说明。
2.配置
Android
使用NDK 提供的 make_standalone_toolchain.py 脚本创建工具链。我们需要对我们想要编译的每个架构都这样做。
export ANDROID_HOME=实际Android sdk位置
export NDK_HOME=$ANDROID_HOME/ndk/21.4.7075529
python "$NDK_HOME\build\tools\make_standalone_toolchain.py" --api 30 --arch arm64 --install-dir NDK/arm64
python "$NDK_HOME\build\tools\make_standalone_toolchain.py" --api 30 --arch arm --install-dir NDK/arm
python "$NDK_HOME\build\tools\make_standalone_toolchain.py" --api 30 --arch x86 --install-dir NDK/x86
命令中的 --api 参数对应Android项目的targetSdk版本，同时需要注意当前NDK支持的最高版本，比如版本21最高30，版本25最高33。
创建一个新文件cargo-config.toml。该文件将告诉cargo在交叉编译期间在哪里寻找clang链接器。将以下内容添加到文件中：
# macos
[target.aarch64-linux-android]
ar = "/Users/weilu/NDK/arm64/bin/aarch64-linux-android-ar"
linker = "/Users/weilu/NDK/arm64/bin/aarch64-linux-android-clang"
# windows
[target.armv7-linux-androideabi]
ar = "D:\\NDK\\arm\\bin\\arm-linux-androideabi-ar.exe"
linker = "D:\\NDK\\arm\\bin\\arm-linux-androideabi-clang.cmd"
#[target.i686-linux-android]
#ar = "xxx/bin/i686-linux-android-ar"
#linker = "xxx/bin/i686-linux-android-clang"
上面是我macos和windows上文件目录路径，你们需要替换为自己设备上的目录路径。如果你不需要x86，可以不用添加target.i686-linux-android配置。
然后执行命令cp cargo-config.toml ~/.cargo/config将此配置文件复制到我们的.cargo目录中。所以这里你也可以直接创建config文件手动复制的cargo的安装根目录中。
在执行一开始的命令时你会看到如下警告：
WARNING:__main__:make_standalone_toolchain.py is no longer necessary. The
$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin directory contains target-specific scripts that perform
the same task.
其实就是说$NDK/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin目录下已经内置了，所以你也可以直接使用。举个例子：
[target.aarch64-linux-android]
ar = "/Users/weilu/android-sdk-macosx/ndk/21.4.7075529/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin/aarch64-linux-android-ar"
linker = "/Users/weilu/android-sdk-macosx/ndk/21.4.7075529/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin/aarch64-linux-android30-clang"
注意aarch64-linux-android30-clang文件中的数字是你需要的api版本。
最后是安装交叉编译组件：
rustup target add aarch64-linux-android armv7-linux-androideabi i686-linux-android
按需安装，如果不用x86可以去除i686-linux-android。使用rustup target list可以查看安装结果。
补充
一开始提到高版本ndk操作有所不同，这里我用ndk（版本25.1.8937393）说明一下：
首先是没有了后缀linux-android--ar文件，需要替换为llvm-ar。
[target.aarch64-linux-android]
ar = "/Users/weilu/android-sdk-macosx/ndk/25.1.8937393/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin/llvm-ar"
linker = "/Users/weilu/android-sdk-macosx/ndk/25.1.8937393/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/bin/aarch64-linux-android30-clang"
然后打包时会报错：
note: ld: error: unable to find library -lgcc
clang-14: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)
原因是高版本将libgcc文件改名为libunwind。所以我们添加软链接，或者复制libunwind重命名为libgcc。
ln -s /Users/weilu/android-sdk-macosx/ndk/25.1.8937393/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/lib64/clang/14.0.6/lib/linux/aarch64/libunwind.a /Users/weilu/android-sdk-macosx/ndk/25.1.8937393/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/lib64/clang/14.0.6/lib/linux/aarch64/libgcc.a
ln -s /Users/weilu/android-sdk-macosx/ndk/25.1.8937393/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/lib64/clang/14.0.6/lib/linux/arm/libunwind.a /Users/weilu/android-sdk-macosx/ndk/25.1.8937393/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64/lib64/clang/14.0.6/lib/linux/arm/libgcc.a
iOS
iOS配置相对简单，安装Xcode，然后执行xcode-select --install安装命令行工具。
安装交叉编译组件：
rustup target add aarch64-apple-ios armv7-apple-ios armv7s-apple-ios x86_64-apple-ios i386-apple-ios
一样，按需安装。比如我只需要64位，所以实际只安装了aarch64-apple-ios。
最后安装lipo，它是一个命令就可编译出iOS目前支持的5个CPU架构静态库，且自动合并成一个universal静态库。
cargo install cargo-lipo
3.例子
首先创建一个项目：
cargo new --lib rust_demo
使用vs code打开项目，推荐安装rust-analyzer、Better TOML，CodeLLDB等插件。项目结构如下图：
打开Cargo.toml文件，配置如下：
[package]
name = "rust_demo"
version = "0.1.0"
edition = "2021"
# 仅Android
[target.'cfg(target_os="android")'.dependencies]
jni = {
version = "0.20.0", default-features = false }
[lib]
name = "rust_demo"
# iOS and Android.
crate-type = ["staticlib", "cdylib"]
[dependencies]
- 添加
jni依赖，因为这个只是Android使用，所以可以添加此限制条件。 staticlib静态库(.a)和cdylib动态库(.so)
lib.rs输入以下代码：
use std::os::raw::{
c_char};
use std::ffi::{
CString, CStr};
#[no_mangle]
pub extern fn rust_greeting(to: *const c_char) -> *mut c_char {
let c_str = unsafe {
CStr::from_ptr(to) };
let recipient = match c_str.to_str() {
Err(_) => "there",
Ok(string) => string,
};
CString::new("Hello ".to_owned() + recipient).unwrap().into_raw()
}
- 注解
#[no_mangle]，告诉Rust编译器不要 mangle 这个函数的名称，确保我们的函数名导出时不变。 extern告诉Rust编译器，此函数将从Rust外部调用。
这个方法很简单，就是传入什么字符串，前面拼接一个"Hello "。
到这里，iOS就可以直接打包使用了。Android还需要添加一个JNI方法：
#[cfg(target_os="android")]
#[allow(non_snake_case)]
pub mod android {
extern crate jni;
use super::*;
use self::jni::JNIEnv;
use self::jni::objects::{
JClass, JString};
use self::jni::sys::{
jstring};
#[no_mangle]
pub unsafe extern fn Java_com_weilu_demo_RustGreetings_greeting(env: JNIEnv, _: JClass, java_pattern: JString) -> jstring {
// Our Java companion code might pass-in "world" as a string, hence the name.
let world = rust_greeting(env.get_string(java_pattern).expect("invalid pattern string").as_ptr());
// Retake pointer so that we can use it below and allow memory to be freed when it goes out of scope.
let world_ptr = CString::from_raw(world);
let output = env.new_string(world_ptr.to_str().unwrap()).expect("Couldn't create java string!");
output.into_raw()
}
}
#[allow(non_snake_case)]：告诉编译器忽略java这类驼峰命名警告。Java_com_weilu_demo_RustGreetings_greeting指的是在Android项目中调用的包名类名方法名，这个同C++一样。
4.打包
Android
打包命令：
cargo build --target aarch64-linux-android --release
cargo build --target armv7-linux-androideabi --release
cargo build --target i686-linux-android --release
so文件位置在项目下的target/xxx-linux-android/release/目录。
也可以在Android 项目中使用rust-android-gradle插件实现打包。
根目录build.gradle配置：
dependencies {
classpath 'org.mozilla.rust-android-gradle:plugin:0.9.3'
}
项目modulebuild.gradle配置：
apply plugin: 'org.mozilla.rust-android-gradle.rust-android'
cargo {
module = "../rust_demo" // Or whatever directory contains your Cargo.toml
libname = "rust_demo" // Or whatever matches Cargo.toml's [package] name.
targets = ["arm64", "arm"] // See bellow for a longer list of options
apiLevel = 31
profile = 'release'
}
执行打包命令：
./gradlew cargoBuild
so文件位置在项目下的build/rustJniLibs目录。
iOS
打包命令：
cargo lipo --release
# 或
cargo lipo --targets aarch64-apple-ios --release # 指定平台
静态库位置在项目下的target/universal/release/目录。
打包后librust_demo.so文件4.4M，librust_demo.a文件16.7M。这个大小说实话有点大了，所以我们在Cargo.toml添加如下优化配置：
[profile.release]
lto = true
opt-level = 'z'
strip = true
codegen-units = 1
重新编译librust_demo.so文件247K，librust_demo.a文件6.5M。这个大小还是可以接受的。
5.使用
Android
Android端代码如下，注意放到对应的包名下。
package com.weilu.demo;
public class RustGreetings {
static {
System.loadLibrary("rust_demo");
}
private static native String greeting(final String pattern);
public String sayHello(String to) {
return greeting(to);
}
}
librust_demo.so(64位)放到src/main/jniLibs/arm64-v8a目录下。
调用代码验证：
RustGreetings g = new RustGreetings();
Log.d("rust_demo"， g.sayHello("world"));
iOS
Frameworks,Libraries,and Embedded Content下添加librust_demo.a与libresolv.tbd文件。
创建greetings.h文件，代码如下：
#include <stdint.h>
// 方法名与rust一致
const char* rust_greeting(const char* to);
Swift 项目需要桥接，创建Greetings-Bridging-Header.h，代码如下：
#ifndef Greetings_Bridging_Header_h
#define Greetings_Bridging_Header_h
#import "greetings.h"
#endif /* Greetings_Bridging_Header_h */
打开Build Settings 选项卡, 将 Objective-C Bridging Header设置为 Greetings-Bridging-Header.h路径。
然后在 Build Settings 中 Library Search Paths 添加librust_demo.a路径。
添加RustGreetings.swift文件，写入如下代码：
class RustGreetings {
func sayHello(to: String) -> String {
let result = rust_greeting(to)
let swift_result = String(cString: result!)
return swift_result
}
}
调用代码验证：
let rustGreetings = RustGreetings()
print("\(rustGreetings.sayHello(to: "world"))")
至此，本篇结束。下一篇会基于本篇内容开发一款小工具。