如何将 Rust 编译为 LLVM 位代码（包括依赖项）？

Question

我正在使用 SAW 验证一些 Rust 代码。 SAW 要求您编译为LLVM 位代码，然后您可以导入并验证。我知道您可以使用 rustc 的

--emit=llvm-bc

标志生成位码，这对于没有依赖项的项目非常有用。

尝试编译使用外部板条箱的项目时会出现问题。这是一个 Cargo.toml 文件示例：

[package]
name = "foobar"
version = "0.1.0"
edition = "2018"

[dependencies]
pythagoras = "0.1.1"

这是一个基本的

src/lib.rs

，我们可能想要编译和验证：

pub use pythagoras;

#[no_mangle]
pub extern "C" fn calc_hypot(a: u32, b: u32) -> f64 {
    pythagoras::theorem(a, b)
}

我们可以将其编译为如下位码：

RUSTFLAGS="--emit=llvm-bc" cargo build --release

。问题是当前模块及其依赖项的位码是单独生成的（在

target/release/deps/foobar-something.bc

和

target/release/deps/pythagoras-somethingelse.bc

中）。它们仅在生成实际编译库时才会组合。

有没有办法生成一个包含当前模块及其所有依赖项的单个位码文件，以便可以导入该文件，并且不会引用任何外部名称？我意识到这是一个相当小众的案例，因此 hacky 解决方案（例如：编译为 C 静态库，然后以某种方式将其转换回 LLVM 位代码）也是完全合理的。

Answer 1

扩展Aiden4的评论：

• 删除当前目标目录以防止使用任何旧工件：

  rm -r target/

• 使用

  RUSTFLAGS="--emit=llvm-bc" cargo build --release

进行编译
• 使用

  llvm-link target/release/deps/*.bc > withdeps.bc

将位码文件链接在一起

这将使您获得几乎所有依赖项。事实证明，所有 Rust 程序都隐式依赖于

core

或

std

（虽然你可以使用不稳定的

#![no_core]

来避免这种情况，但祝你好运，真正以这种方式编译任何东西），所以你可能想要也获取它的位码。

最简单的方法是将标准库从源代码编译为位代码。

cargo

对从源构建标准库具有实验性支持，因此只需将

-Z build-std --target x86_64-unknown-linux-gnu

（并根据需要更新目标）附加到

cargo

构建命令即可。当使用

--target

时（这是

-Z build-std

所必需的），构建文件将放置在特定于目标的目录中，在本例中为

target/x86_64-unknown-linux-gnu/release/deps/

。 targetless 目录包含标准库的构建依赖项：我们不希望这样！

我们不想链接所有标准库。我们实际上只需要

std

及其依赖项：这里不需要

proc_macro

，因为我们正在编译为二进制文件，而不是过程宏。我们还需要链接

proc_abort

或

panic_unwind

，将其与我们选择的展开代码生成设置相匹配。默认是展开，所以让我们删除另一个，

proc_abort

。让我们将这些库发送到砧板：

rm target/x86_64-unknown-linux-gnu/release/deps/{panic_abort,proc_macro}-*.bc

。

这次让我们尝试真正的链接：

rm -r target/
RUSTFLAGS="--emit=llvm-bc" cargo build --release -Z build-std --target x86_64-unknown-linux-gnu
rm target/x86_64-unknown-linux-gnu/release/deps/{panic_abort,proc_macro}-*.bc
llvm-link target/x86_64-unknown-linux-gnu/release/deps/*.bc > withalldeps.bc

耶，成功了！好吧，除了对未定义函数的调用仍然设法溜过去。

__rust_alloc

、

__rust_dealloc

、

__rust_realloc

和

__rust_alloc_zeroed

是在使用 Rust 的 LLVM 分支时定义的神奇函数。标准库还依赖于

libpthread

和

dlsym

，它们是通常用 C 实现的与语言无关的库/函数。您可以使用

clang

和支持使用 Clang (GNU libc 没有，我认为 musl 可能在这里工作？）如果需要的话可以得到它。此外，如果您要编译为可执行文件，则很难从

libc

中找到

main

。

Answer 2

链接

学会了如何解决

_start

、

__rust_alloc

、

__rust_dealloc

和

__rust_realloc

。 我测试了它，它有效。

这是我用来编译 Rust 程序的命令

__rust_alloc_zeroed

然后，在您的

RUSTFLAGS="-C save-temps -Zlocation-detail=none -Zfmt-debug=none --emit=llvm-bc" \
cargo +nightly build -Z build-std=std,panic_abort \
-Z build-std-features="optimize_for_size" \
--target x86_64-unknown-linux-gnu 

中，您可以找到编译成位码的文件。就我而言，重要的文件名为

target/x86_64-unknown-linux-gnu/debug/deps

。如果你运行

function-*.rcgu.bc

，你会发现这样的符号：llvm-nm function-*.rcgu.bc

这意味着这个文件包含了我们需要的东西。

所以当你运行

                 U __rdl_alloc
                 U __rdl_alloc_zeroed
                 U __rdl_dealloc
                 U __rdl_realloc
                 U __rg_oom
---------------- T __rust_alloc
---------------- T __rust_alloc_error_handler
---------------- D __rust_alloc_error_handler_should_panic
---------------- T __rust_alloc_zeroed
---------------- T __rust_dealloc
---------------- D __rust_no_alloc_shim_is_unstable
---------------- T __rust_realloc

时，你还应该包括这个

llvm-link *.bc -o withdeps.bc