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#51 in FFI
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79KB
Eyra
完全用 Rust 编写的 Rust 程序
Eyra 是一个支持使用 Rust 完全实现 Rust 程序的包。
它使用 Origin 进行程序和线程的启动和关闭，以及使用 c-gull 来实现与 ABI 兼容的 libc 函数。目前它支持 Nightly Rust 在 Linux 的 x86-64、x86、aarch64 和 riscv64 上运行。
快速入门
在 Eyra 下运行 Rust 程序需要两个步骤。首先，添加 Cargo.toml 依赖项，我们可以使用以下方式添加：
cargo add eyra --rename=std
然后，添加一个 build.rs 文件，将 -nostartfiles 添加到链接标志中，以禁用主机启动代码，这样 Eyra 就可以提供自己的。build.rs
fn main() {
println!("cargo:rustc-link-arg=-nostartfiles");
}
有了这些，cargo build，cargo run，cargo test（使用 Nightly）等将正常工作，任何 *-unknown-linux-gnu* 目标都将正常工作。
在底层，它使用 Origin 来启动和关闭程序，使用 c-ward 来处理从 std 的 libc 调用，使用 rustix 来进行打印，因此它完全使用 Rust 实现。
示例
以下步骤的示例，请查看这个“Hello World”示例。
其他示例包括
为什么？
为什么使用Eyra？
-
它解决了Rust的
set_var不安全问题。环境变量实现内部内存泄漏（它是可选的，但默认启用），因此setenv等是线程安全的。 -
整个程序LTO，包括libc。这有时会产生更小的静态二进制文件，有时会产生更快的代码（尽管另一方面，有时并不，尽管另一方面，还有一些低垂的果实，所以考虑尝试并提交问题）。
要实现更多的代码大小缩减，请参阅hello-world-small示例中的技术。
-
支持使用Eyra和
-Zbuild-std编译程序，以完全从源代码构建程序。 -
完全静态链接支持平台NSS/DNS配置。“这是否可能？” “是的，可能的。”
-
或者，提出你自己的原因！发挥创意，做自己想做的事情，并告诉我们。
为什么不使用Eyra？
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它不如主要的libc实现成熟。
-
它不如主要的libc实现完整。它可以运行大多数Rust代码和一些流行的C库，但仍然缺乏许多典型C代码所使用的功能。
-
它目前依赖于Rust Nightly，并且只能在Linux上运行，目前仅在x86-64、x86、aarch64和riscv64上运行。
-
它目前无法在Miri下运行，因为Miri目前无法识别从汇编代码中发出的系统调用。话虽如此，Eyra确实努力遵守严格的来源和避免整个过程中出现未定义的行为，因此如果Miri获得了对这些系统调用的支持，Eyra应该处于有利地位。
-
不支持动态链接。
似乎“内存安全”可能是使用Eyra的理由，Eyra确实有很多用安全Rust编写的代码，因此它确实从Rust的内存安全性中受益。然而，Eyra也有很多unsafe代码（实现libc不可避免）。在代码得到更彻底的验证之前，将其视为比成熟的C代码更安全是不现实的。
完全静态链接
Eyra的可执行文件不依赖于任何动态库，然而默认情况下，它们仍然依赖于动态链接器（例如，“/lib64/ld-linux-x86-64.so.2”）。
对于完全静态链接，目前有两种选择
-
使用以下命令构建：
RUSTFLAGS=-C target-feature=+crt-static -C relocation-model=static。这禁用了位置无关可执行文件（PIE）模式，这是直接的，但会失去地址空间布局随机化（ASLR）的安全性优势。 -
使用
RUSTFLAGS=-C target-feature=+crt-static构建，并启用experimental-relocate特性。这允许PIE模式和ASLR工作，但它是通过启用重定位的实验性实现来实现的。到目前为止，这段代码似乎在实践中的应用是成功的，但它涉及到Rust代码在运行时自我修补，这超出了任何Rust语义。
可选日志记录
Eyra有一个log特性，可以启用Rust log对程序和线程的启动和关闭进行跟踪，以及一个env_logger特性，用于安装env_logger作为日志记录器，这可以在Cargo.toml中启用
[dependencies]
std = { package = "eyra", version = "<current-version>", features = ["log", "env_logger"] }
有了这个，并将环境变量RUST_LOG设置为"trace"，hello world程序将输出如下
[TRACE origin::program] Program started
[TRACE origin::thread] Main Thread[51383] initialized
[TRACE origin::program] Calling `.init_array`-registered function `0x55e86306bb80(1, 0x7ffd0f76aad8, 0x7ffd0f76aae8)`
[TRACE origin::program] Calling `origin_main(1, 0x7ffd0f76aad8, 0x7ffd0f76aae8)`
Hello, world!
[TRACE origin::program] `origin_main` returned `0`
[TRACE origin::thread] Thread[51383] calling `at_thread_exit`-registered function
[TRACE origin::thread] Thread[51383] calling `at_thread_exit`-registered function
[TRACE origin::program] Program exiting with status `0`
与-Zbuild-std的兼容性
Eyra与-Zbuild-std兼容，但是上面使用的--rename=std技巧不起作用，因此需要使用这个cargo add调用
cargo add eyra
并将此行添加到程序的main.rs文件中
extern crate eyra;
以确保链接Eyra库。
减少代码大小
Eyra可以使用min-sized-rust中的技术生成非常小的静态链接二进制文件。查看hello-world-small示例。
与Mustang的关系
Eyra类似于Mustang并使用相同的底层代码，但与使用自定义目标和-Z build-std不同，Eyra只需要用户将-nostartfiles添加到他们的链接行，例如通过示例中的build.rs。
与Mustang一样，Eyra目前运行在Linux上的Nightly Rust，支持x86-64、x86、aarch64和riscv64。它旨在支持所有由Rust支持的Linux版本（支持的平台），尽管目前只在相对较新的版本上进行了测试。它已经足够完善，可以运行
编译C程序
Eyra还可以编译成libc.a，可用于编译C程序；请参阅eyra-c存储库。
设计哲学
Eyra及其使用的库有一些设计目标。
从头到尾的正常Rust
有时在libc实现代码中，有一种诱惑要说“如果某些东西在技术上是不确定的，因为这是低级代码，我们知道我们在做什么”。
Origin、c-scape、c-gull、rustix和其他努力抵制这种诱惑，并遵循Rust规则，包括严格的来源、I/O安全以及所有其他规则，一直到底层系统调用。
这只是正常的Rust代码，只要我们在用户空间中能够走多远，当我们最终不得不切换到内联汇编时，我们尽可能少地做。
目前只知道一个地方没有实现这个目标。在“静态 PIE”可执行文件（例如，使用 RUSTFLAGS="-C target-feature=+crt-static" 构建）中，动态连接器没有被使用，所以可执行文件必须自己处理所有的重定位。然而，这意味着将数据存储在通常不会被考虑为可变的内存位置。Origin 实现这一功能的代码默认是禁用的，可以通过“experimental-relocate” cargo 功能来启用。
作为 Rust 之上的 C 兼容性层，而不是相反
Eyra 是基于一系列带有惯用 Rust API 的 Rust crate 构建，以及两个相对薄的层，c-scape 和 c-gull，这两个层实现了与 libc 兼容的 C ABI。
以这种方式编写代码可能需要更多的工作，但它有一个优点，即可以清楚地分离出与 C 指针和字符串等事物相关的 unsafe，这些事物是 libc API 中的基本 unsafe 所必需的，例如系统调用、线程原语和其他功能。这意味着不希望通过 C 兼容性层的 Rust 程序可以直接使用底层 crate。
依赖关系
~12–21MB
~386K SLoC