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Motifs Android Rust

Cette page contient des informations sur Android Logging, fournit un exemple Rust AIDL, vous explique comment appeler Rust à partir de C et fournit des instructions pour l'interopérabilité Rust/C++ à l'aide de CXX.

Journalisation Android

L'exemple suivant montre comment journaliser des messages dans logcat (sur l'appareil) ou stdout (sur l'hôte).

Dans votre module Android.bp, ajoutez liblogger et liblog_rust en tant que dépendances :

rust_binary {
    name: "logging_test",
    srcs: ["src/main.rs"],
    rustlibs: [
        "liblogger",
        "liblog_rust",
    ],
}

Ensuite, dans votre source Rust, ajoutez ce code:

use log::{debug, error, LevelFilter};

fn main() {
    let _init_success = logger::init(
        logger::Config::default()
            .with_tag_on_device("mytag")
            .with_max_level(LevelFilter::Trace),
    );
    debug!("This is a debug message.");
    error!("Something went wrong!");
}

Autrement dit, ajoutez les deux dépendances indiquées ci-dessus (liblogger et liblog_rust), appelez la méthode init une fois (vous pouvez l'appeler plusieurs fois si nécessaire) et consignez les messages à l'aide des macros fournies. Consultez la bibliothèque de journalisation pour obtenir la liste des options de configuration possibles.

Le crate de journalisation fournit une API permettant de définir ce que vous souhaitez consigner. Selon que le code s'exécute sur l'appareil ou sur l'hôte (par exemple, dans le cadre d'un test côté hôte), les messages sont consignés à l'aide de android_logger ou de env_logger.

Exemple Rust AIDL

Cette section fournit un exemple d'utilisation d'AIDL avec Rust, semblable à "Hello World".

En utilisant la section Présentation d'AIDL du guide du développeur Android comme point de départ, créez external/rust/binder_example/aidl/com/example/android/IRemoteService.aidl avec le contenu suivant dans le fichier IRemoteService.aidl:

// IRemoteService.aidl
package com.example.android;

// Declare any non-default types here with import statements

/** Example service interface */
interface IRemoteService {
    /** Request the process ID of this service, to do evil things with it. */
    int getPid();

    /**
     * Demonstrates some basic types that you can use as parameters
     * and return values in AIDL.
     */
    void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat,
            double aDouble, String aString);
}

Ensuite, dans le fichier external/rust/binder_example/aidl/Android.bp, définissez le module aidl_interface. Vous devez activer explicitement le backend Rust, car il n'est pas activé par défaut.

aidl_interface {
    name: "com.example.android.remoteservice",
    srcs: [ "aidl/com/example/android/*.aidl", ],
    unstable: true, // Add during development until the interface is stabilized.
    backend: {
        rust: {
            // By default, the Rust backend is not enabled
            enabled: true,
        },
    },
}

Le backend AIDL est un générateur de sources Rust. Il fonctionne donc comme d'autres générateurs de sources Rust et produit une bibliothèque Rust. Le module de bibliothèque Rust produit peut être utilisé par d'autres modules Rust en tant que dépendance. Pour illustrer l'utilisation de la bibliothèque produite en tant que dépendance, un rust_library peut être défini comme suit dans external/rust/binder_example/Android.bp :

rust_library {
    name: "libmyservice",
    srcs: ["src/lib.rs"],
    crate_name: "myservice",
    rustlibs: [
        "com.example.android.remoteservice-rust",
        "libbinder_rs",
    ],
}

Notez que le format du nom de module de la bibliothèque générée par AIDL utilisée dans rustlibs est le nom du module aidl_interface suivi de -rust ; dans ce cas, com.example.android.remoteservice-rust.

L'interface AIDL peut ensuite être référencée dans src/lib.rs comme suit:

// Note carefully the AIDL crates structure:
// * the AIDL module name: "com_example_android_remoteservice"
// * next "::aidl"
// * next the AIDL package name "::com::example::android"
// * the interface: "::IRemoteService"
// * finally, the 'BnRemoteService' and 'IRemoteService' submodules

//! This module implements the IRemoteService AIDL interface
use com_example_android_remoteservice::aidl::com::example::android::{
  IRemoteService::{BnRemoteService, IRemoteService}
};
use binder::{
    BinderFeatures, Interface, Result as BinderResult, Strong,
};

/// This struct is defined to implement IRemoteService AIDL interface.
pub struct MyService;

impl Interface for MyService {}

impl IRemoteService for MyService {
    fn getPid(&self) -> BinderResult<i32> {
        Ok(42)
    }

    fn basicTypes(&self, _: i32, _: i64, _: bool, _: f32, _: f64, _: &str) -> BinderResult<()> {
        // Do something interesting...
        Ok(())
    }
}

Enfin, démarrez le service dans un binaire Rust, comme indiqué ci-dessous:

use myservice::MyService;

fn main() {
    // [...]
    let my_service = MyService;
    let my_service_binder = BnRemoteService::new_binder(
        my_service,
        BinderFeatures::default(),
    );
    binder::add_service("myservice", my_service_binder.as_binder())
        .expect("Failed to register service?");
    // Does not return - spawn or perform any work you mean to do before this call.
    binder::ProcessState::join_thread_pool()
}

Exemple d'AIDL Rust asynchrone

Cette section fournit un exemple "Hello World" de l'utilisation d'AIDL avec Rust asynchrone.

Poursuivant l'exemple RemoteService, la bibliothèque backend AIDL générée inclut des interfaces asynchrones qui peuvent être utilisées pour implémenter une implémentation de serveur asynchrone pour l'interface AIDL RemoteService.

L'interface de serveur asynchrone IRemoteServiceAsyncServer générée peut être implémentée comme suit:

use com_example_android_remoteservice::aidl::com::example::android::IRemoteService::{
    BnRemoteService, IRemoteServiceAsyncServer,
};
use binder::{BinderFeatures, Interface, Result as BinderResult};

/// This struct is defined to implement IRemoteServiceAsyncServer AIDL interface.
pub struct MyAsyncService;

impl Interface for MyAsyncService {}

#[async_trait]
impl IRemoteServiceAsyncServer for MyAsyncService {
    async fn getPid(&self) -> BinderResult<i32> {
        //Do something interesting...
        Ok(42)
    }

    async fn basicTypes(&self, _: i32, _: i64, _: bool, _: f32, _: f64,_: &str,) -> BinderResult<()> {
        //Do something interesting...
        Ok(())
    }
}

La mise en œuvre du serveur asynchrone peut être lancée comme suit:

#[tokio::main(flavor = "multi_thread", worker_threads = 2)]
async fn main() {
    binder::ProcessState::start_thread_pool();

    let my_service = MyAsyncService;
    let my_service_binder = BnRemoteService::new_async_binder(
        my_service,
        TokioRuntime(Handle::current()),
        BinderFeatures::default(),
    );

    binder::add_service("myservice", my_service_binder.as_binder())
        .expect("Failed to register service?");

    task::block_in_place(move || {
        binder::ProcessState::join_thread_pool();
    });
}

Notez que block_in_place est nécessaire pour quitter le contexte asynchrone, qui permet à join_thread_pool d'utiliser block_on en interne. En effet, #[tokio::main] encapsule le code dans un appel à block_on, et join_thread_pool peut appeler block_on lors du traitement d'une transaction entrante. L'appel d'un block_on à partir d'un block_on entraîne une panique. Vous pouvez également éviter cela en créant le runtime tokio manuellement au lieu d'utiliser #[tokio::main], puis en appelant join_thread_pool en dehors de la méthode block_on.

De plus, la bibliothèque générée par le backend Rust inclut une interface qui permet d'implémenter un client IRemoteServiceAsync asynchrone pour RemoteService, qui peut être implémenté comme suit :

use com_example_android_remoteservice::aidl::com::example::android::IRemoteService::IRemoteServiceAsync;
use binder_tokio::Tokio;

#[tokio::main(flavor = "current_thread")]
async fn main() {
    let binder_service = binder_tokio::wait_for_interface::<dyn IRemoteServiceAsync<Tokio>>("myservice");

    let my_client = binder_service.await.expect("Cannot find Remote Service");

    let result = my_client.getPid().await;

    match result {
        Err(err) => panic!("Cannot get the process id from Remote Service {:?}", err),
        Ok(p_id) => println!("PID = {}", p_id),
    }
}

Appeler Rust depuis C

Cet exemple montre comment appeler Rust à partir de C.

Exemple de bibliothèque Rust

Définissez le fichier libsimple_printer dans external/rust/simple_printer/libsimple_printer.rs comme suit :

//! A simple hello world example that can be called from C

#[no_mangle]
/// Print "Hello Rust!"
pub extern fn print_c_hello_rust() {
    println!("Hello Rust!");
}

La bibliothèque Rust doit définir les en-têtes que les modules C dépendants peuvent extraire. Vous devez donc définir l'en-tête external/rust/simple_printer/simple_printer.h comme suit:

#ifndef SIMPLE_PRINTER_H
#define SIMPLE_PRINTER_H

void print_c_hello_rust();


#endif

Définissez external/rust/simple_printer/Android.bp comme indiqué ici:

rust_ffi {
    name: "libsimple_c_printer",
    crate_name: "simple_c_printer",
    srcs: ["libsimple_c_printer.rs"],

    // Define export_include_dirs so cc_binary knows where the headers are.
    export_include_dirs: ["."],
}

Exemple de binaire C

Définissez external/rust/c_hello_rust/main.c comme suit :

#include "simple_printer.h"

int main() {
  print_c_hello_rust();
  return 0;
}

Définissez external/rust/c_hello_rust/Android.bp comme suit :

cc_binary {
    name: "c_hello_rust",
    srcs: ["main.c"],
    shared_libs: ["libsimple_c_printer"],
}

Enfin, appelez m c_hello_rust pour la compilation.

Interopérabilité Rust-Java

La caisse jni permet l'interopérabilité de Rust avec Java via l'interface native Java (JNI). Il définit les définitions de type nécessaires pour que Rust produise une bibliothèque cdylib Rust qui se connecte directement au JNI de Java (JNIEnv, JClass, JString, etc.). Contrairement aux liaisons C++ qui effectuent la génération de code via cxx, l'interopérabilité Java via le JNI ne nécessite pas d'étape de génération de code lors d'un build. Il n'a donc pas besoin de prise en charge spéciale du système de compilation. Le code Java charge le cdylib fourni par Rust comme n'importe quelle autre bibliothèque native.

Utilisation

L'utilisation dans le code Rust et Java est expliquée dans la documentation sur la caisse jni. Veuillez suivre l'exemple de démarrage fourni ici. Après avoir écrit src/lib.rs, revenez sur cette page pour découvrir comment créer la bibliothèque avec le système de compilation d'Android.

Définition de compilation

Java exige que la bibliothèque Rust soit fournie en tant que cdylib afin qu'elle puisse être chargée de manière dynamique. La définition de la bibliothèque Rust dans Soong est la suivante:

rust_ffi_shared {
    name: "libhello_jni",
    crate_name: "hello_jni",
    srcs: ["src/lib.rs"],

    // The jni crate is required
    rustlibs: ["libjni"],
}

La bibliothèque Java liste la bibliothèque Rust comme dépendance required. Cela garantit qu'elle est installée sur l'appareil avec la bibliothèque Java, même si elle n'est pas une dépendance au moment de la compilation :

java_library {
        name: "libhelloworld",
        [...]
        required: ["libhellorust"]
        [...]
}

Si vous devez inclure la bibliothèque Rust dans un fichier AndroidManifest.xml, ajoutez-la à uses_libs comme suit :

java_library {
        name: "libhelloworld",
        [...]
        uses_libs: ["libhellorust"]
        [...]
}

Interopérabilité Rust-C++ avec CXX

La caisse CXX fournit une FFI sécurisée entre Rust et un sous-ensemble de C++. La documentation CXX donne de bons exemples de son fonctionnement général. Nous vous suggérons de la lire en premier pour vous familiariser avec la bibliothèque et la façon dont elle relie C++ et Rust. L'exemple suivant montre comment l'utiliser sous Android.

Pour que CXX génère le code C++ que Rust appelle, définissez un genrule pour appeler CXX et un cc_library_static pour le regrouper dans une bibliothèque. Si vous prévoyez d'appeler du code Rust en C++, ou d'utiliser des types partagés entre C++ et Rust, définissez une deuxième genrule (pour générer un en-tête C++ contenant les liaisons Rust).

cc_library_static {
    name: "libcxx_test_cpp",
    srcs: ["cxx_test.cpp"],
    generated_headers: [
        "cxx-bridge-header",
        "libcxx_test_bridge_header"
    ],
    generated_sources: ["libcxx_test_bridge_code"],
}

// Generate the C++ code that Rust calls into.
genrule {
    name: "libcxx_test_bridge_code",
    tools: ["cxxbridge"],
    cmd: "$(location cxxbridge) $(in) > $(out)",
    srcs: ["lib.rs"],
    out: ["libcxx_test_cxx_generated.cc"],
}

// Generate a C++ header containing the C++ bindings
// to the Rust exported functions in lib.rs.
genrule {
    name: "libcxx_test_bridge_header",
    tools: ["cxxbridge"],
    cmd: "$(location cxxbridge) $(in) --header > $(out)",
    srcs: ["lib.rs"],
    out: ["lib.rs.h"],
}

L'outil cxxbridge est utilisé ci-dessus pour générer le côté C++ du pont. La bibliothèque statique libcxx_test_cpp est ensuite utilisée comme dépendance pour notre exécutable Rust :

rust_binary {
    name: "cxx_test",
    srcs: ["lib.rs"],
    rustlibs: ["libcxx"],
    static_libs: ["libcxx_test_cpp"],
}

Dans les fichiers .cpp et .hpp, définissez les fonctions C++ comme vous le souhaitez, en utilisant les types de wrappers CXX selon vos besoins. Par exemple, une définition cxx_test.hpp contient les éléments suivants:

#pragma once

#include "rust/cxx.h"
#include "lib.rs.h"

int greet(rust::Str greetee);

Si cxx_test.cppcontient

#include "cxx_test.hpp"
#include "lib.rs.h"

#include <iostream>

int greet(rust::Str greetee) {
  std::cout << "Hello, " << greetee << std::endl;
  return get_num();
}

Pour l'utiliser à partir de Rust, définissez un pont CXX comme ci-dessous dans lib.rs:

#[cxx::bridge]
mod ffi {
    unsafe extern "C++" {
        include!("cxx_test.hpp");
        fn greet(greetee: &str) -> i32;
    }
    extern "Rust" {
        fn get_num() -> i32;
    }
}

fn main() {
    let result = ffi::greet("world");
    println!("C++ returned {}", result);
}

fn get_num() -> i32 {
    return 42;
}