当你心血来潮想学习Rust这门语言时,一定会用到Rustup来安装Rust。同时你可以会疑问toolchain
是啥,target
又是啥,为啥学其它编程语言没有这些概念,下面我们就一一解答你的疑问。
在这里不会事无巨细的唠叨Rustup的细致末节,我们会简单的介绍它可以用来干什么,关于细节可以查看我的这篇文章【Rustup详解】。说到Rustup你一定还想知道Cargo这个工具,如果你感兴趣可以看这篇文档【cargo入门】(先占位,呼声高我再肝[斜眼])
接下来我们就来看看,Rustup为我们编写Rust代码提供那哪些便利。
Rustup是 Rust 的官方工具链管理器,它提供了一种方便的方式来安装、管理和切换不同的Rust工具链版本。总的来说有如下能力:
安装 Rust:
rustup
允许你轻松地安装最新版本的 Rust,包括稳定版、beta 版和 nightly 版。rustup install stable
切换 Rust 工具链版本:
你可以使用 rustup default
命令切换默认的 Rust 版本。
rustup default stable
也可以在项目级别使用 .rust-version
文件指定特定的 Rust 版本。
管理目标(Targets):
rustup
允许你安装不同的目标,以支持交叉编译和在不同的平台上运行 Rust 代码。
rustup target add
列出已安装的目标:
rustup target list
升级 Rust 工具链版本:
rustup update
命令可以升级已安装的 Rust 工具链版本。rustup update
卸载 Rust:
rustup
允许你卸载 Rust,并清理相关的工具链和组件。rustup self uninstall
组件管理:
rustup
允许你安装和管理不同的 Rust 组件,如 rust-src
、rust-analysis
等。rustup component add rust-src
查看工具链信息:
rustup show
命令可以查看有关当前 Rust 环境的详细信息,包括已安装的工具链、组件等。rustup show
通过上面的内容我们知道了Rustup
可以管理toolchain
和target
,那么toolchain
和target
究竟是什么呢?
toolchain
指一组Rust工具,包括编译器(rustc
)、构建工具(cargo
)、文档生成工具(rustdoc
)以及其他与 Rust 相关的实用程序。Toolchain用于管理和构建 Rust 代码,并且可以包括一个特定版本的 Rust 编译器和标准库,还包含一个默认是编译到本机平台的target
。
工具链的版本可以是 “stable”(稳定版)、“beta”(测试版)或 “nightly”(每日构建版),每个版本都对应着不同的 Rust 编译器和特性。
下面这些常用的命令可以操作工具链:
# 安装新的toolchain
rustup install stable
# 设置默认的toolchain
rustup default stable
# 列出已经安装的toolchain
rustup toolchain list
# 更新到最新稳定版
rustup update stable
# 更新到指定版本
rustup update <version>
# 显示toolchain和targets
rustup show
下面这些就是工具链中的工具命令了,它们通常存储在~/.cargo/bin
这个目录下。
rustc: Rust编译器,负责将Rust源代码编译为机器码。它是Rust的主要编译器,也是构建Rust程序的关键组件。
Cargo: Rust的构建系统和包管理器。Cargo简化了项目的创建、依赖管理和构建过程。它还提供了一组命令用于构建、运行测试、发布和安装Rust程序。
rustdoc: Rust的文档生成工具。通过使用特定的注释格式,rustdoc能够生成漂亮的文档,帮助开发者编写和维护文档。
rustfmt: 代码格式化工具,用于保持Rust代码的一致性和可读性。它能够格式化代码,使其符合Rust语言的约定。
rustup: Rust的工具链管理器,用于安装、升级和管理Rust的不同版本。它还允许你切换默认的Rust版本,以适应项目的需求。
rls (Rust Language Server): 提供了与IDE(集成开发环境)集成所需的功能,例如代码补全、跳转到定义、查找引用等。支持的IDE包括Visual Studio Code、Atom等。
cargo-make: 用于创建和运行自定义构建任务的工具。它允许开发者在构建过程中执行自定义的命令和脚本。
miri: Rust的Mir Interpreter,用于执行和测试Rust程序在MIR(Mid-level Intermediate Representation)级别的代码。Miri有助于检测一些可能的内存安全问题。
这只是Rust工具链中的一部分工具。Rust社区积极发展和维护工具链,以提高开发者的工作效率,并确保Rust代码的质量和安全性。你可以通过查阅Rust官方文档或使用cargo --list
命令查看完整的工具列表。
Rust 中的target概念主要是为了支持跨平台开发和交叉编译,以确保 Rust 代码可以在不同的操作系统和架构上正确运行。Rustc target
指的是编译和构建目标平台Rust代码时需要的组件。不要混淆为Rust项目编译后产生的target文件夹。
它的格式表示为:
。其中:
表示架构(例如,x86_64 表示 64 位的 x86 架构)。
表示供应商(一般为空)。
表示操作系统(例如,linux、windows、macos 等)。
表示二进制接口(例如,默认的是 “gnu”,也可以是 “musl”、“msvc” 等)。示例:
x86_64-unknown-linux-gnu
: 64位 x86 架构,Linux 操作系统。i686-pc-windows-msvc
: 32位 x86 架构,Windows 操作系统,使用 MSVC 编译器。aarch64-apple-ios
: 64位 ARM 架构,iOS 操作系统。wasm32-unknown-unknown
: WebAssembly 目标。一般来说只需要rustup target add
命令安装某个目标平台组件即可,但对于一些特殊平台,可能需要手动安装相关的交叉编译工具链,例如windows msvc或者android NDK。
下面是操作Target常用的命令:
# 列出可用的target
rustup target list
# 安装一个新的rustup target add
rustup target add x86_64-unknown-linux-gnu
# 把代码编译到指定平台
cargo build --target x86_64-unknown-linux-gnu
rustup target add
rustup target list
我在初学rust时,就经常混淆toolchain和target。现在我们知道了target是toolchain的一部分,编译到特定目标平台要使用对应目标平台的target
。
你可能听说过Rust编译器后端使用了LLVM,那为何还需要msvc和gnu呢,为啥Go和Java这些语言不需要呢?那我们来理一下Rust编译过程你就清楚了。
Rust编译器实际上是由多个组件组成的,其中之一是“rustc”做为前端编译器,而编译器的后端使用了LLVM。
前端编译器(rustc): 这一部分负责将Rust源代码转换为中间表示(Intermediate Representation,IR),该表示形式在Rust中称为“MIR”(Mid-level Intermediate Representation)。
后端编译器(LLVM): MIR然后被传递给LLVM,LLVM是一个开源的编译器基础设施,提供了许多通用的优化和代码生成工具。LLVM将MIR转换为目标机器的机器码,并执行一系列优化,以生成最终的可执行文件。
以Windows平台为例,Rust编译器就是rustc.exe,它首先会把源码编译为MIR,然后交给LLVM处理,LLVM继续把MIR先编译成LLVM IR进而编译为目标平台的机器码(此时还不是执行文件,只是一堆机器码)。往后就是target发挥作用了,target调用msvc或gnu来完成链接步骤,主要是链接目标平台库文件并生成可执行文件。这里整个编译过程几乎都是由rustc.exe
完成的,因为它包含了llvm和调用target的代码,跟目标平台相关的工作则是由msvc或gnu来完成。
msvc和gnu是c/c++的编译工具链,编译后的最终产物就是可执行文件或库,rustc在编译后期用到了它们提供的功能。
整个编译过程大致如下:
Source code->MIR->LLVM IR ->机器码 -> Target链接 -> 可执行文件或库
Go编译器是自己实现了链接目标平台的工作,因此不需要msvc或gnu。
Java也是类似,所有的底层工作都是Java虚拟机实现的,javac仅仅是把源码编译成class字节码就结束了。
下篇文章写如何与现有Lib交互也就是RUST-FFI