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

• Buck2 的执行速度是Buck1的两倍，核心逻辑使用Rust语言编写。
  
• Buck2 支持C++，Python，Rust构建，但它的设计与语言无关。
  
• 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
  
• 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。）
  
• 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

• 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。
  
• 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。
  
• 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 BUCK。 BUCK 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。
  
• 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

• 通过 cargo new my-project 创建项目
  
• 修改源码，在my-project/src 目录下新增greet.c， 并加入
  

1. #include <stdio.h>
3. void greet(const char *name)
4. {
5.     printf("Hello, %s!\n", name);
6. }

复制代码

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

1. use std::ffi::CString;
3. extern "C" {
4.     fn greet(name: *const std::os::raw::c_char);
5. }
7. fn main() {
8.     unsafe {
9.         let c = "world".to_string();
10.         let c = CString::new(c).unwrap();
11.         greet(c.as_ptr());
12.     }
13. }

复制代码

• 编译动态库，gcc greet.c -shared -o libgreet.so
  
• 在my-project下新增build.rs, 并加入
  

1. fn main() {
2.     // dynatic link against libgreet.so'
3.     // NB: the linker actually looks for a file with a 'lib' prefix
4.     println!("cargo::rustc-link-search=native=./src");
5.     println!("cargo::rustc-link-lib=dylib=greet");
6.     // This will add absolute path of the dynamic library to the rpath
7.     println!("cargo:rustc-link-arg=-Wl,-rpath,$ORIGIN/../../src");
8. }

复制代码

• 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

• 在BUCK配置中增加
  

1. cxx_library(
2.     name = "greet",
3.     srcs = glob(
4.         ["src/*.c"],
5.     )
6. )
8. rust_binary(
9.     name = "main",
10.     srcs = glob(
11.         ["src/*.rs"],
12.     ),
13.     deps = [":greet"],
14. )

复制代码

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。

• 执行 buck2 run :main 即可输出Hello, world
  

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

复制代码

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。

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