1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
|
+++
title = "Компиляция Rust на TL-MR3020"
description = "Разработка и оптимизация исполняемых файлов для встраиваемых систем: инструкции по сборке и уменьшению размера бинарников на дистрибутиве Fedora Linux 38. Узнайте, как создать и оптимизировать исполняемые файлы для устройств на примере TP-Link TL-MR3020 с использованием Rust, cross-compilation, и инструментов Docker/Podman."
authors = ["Valentin Popov"]
date = 2023-05-01
+++
Информация в статье актуальна для дистрибутива [Fedora Linux 38](https://docs.fedoraproject.org/en-US/releases/f38/), прошивки [OpenWrt 22.03.4](https://openwrt.org/releases/22.03/notes-22.03.4) и устройства [TP-Link TL-MR3020](https://www.tp-link.com/en/home-networking/3g-4g-router/tl-mr3020/) ревизии v3.20.
Потребуется:
- Установленный [rustup](https://rustup.rs/) инструментарий.
- Установленный пакет [cross-rs](https://github.com/cross-rs/cross) для кросс-компиляции.
- Упаковщик исполняемых файлов [upx](https://github.com/upx/upx).
- Контейнеризатор [Docker](https://docs.docker.com/engine/install/) (рекомендуется) или [Podman](https://podman.io/getting-started/installation).
- SSH подключение к маршрутизатору.
- Установленный [SFTP сервер](https://openwrt.org/docs/guide-user/services/nas/sftp.server) на TL-MR3020.
> Требуется rustup инструментарий с официального сайта.
Rust и Cargo из репозитория дистрибутива не подойдут.
Пакет кросс-компиляции требует rustup, который в репозиториях дистрибутива отсутствует.
## "Hello, World!" ver. 1
Начнем с базы.
Соберем и запустим "Hello, World" на маршрутизаторе.
Инициализируем проект на Rust:
```bash
cargo init --bin ramips-rs
```
Далее, чтобы выполнить кросс-компиляцию, определим архитектуру процессора:
```bash
cat /proc/cpuinfo
# system type : MediaTek MT7628AN ver:1 eco:2
# machine : TP-Link TL-MR3020 v3
# processor : 0
# cpu model : MIPS 24KEc V5.5
# BogoMIPS : 385.84
# wait instruction : yes
# microsecond timers : yes
# tlb_entries : 32
# extra interrupt vector : yes
# hardware watchpoint : yes, count: 4, address/irw mask: [0x0ffc, 0x0ffc, 0x0ffb, 0x0ffb]
# isa : mips1 mips2 mips32r1 mips32r2
# ASEs implemented : mips16 dsp
# Options implemented : tlb 4kex 4k_cache prefetch mcheck ejtag llsc pindexed_dcache userlocal vint perf_cntr_intr_bit perf
# shadow register sets : 1
# kscratch registers : 0
# package : 0
# core : 0
# VCED exceptions : not available
# VCEI exceptions : not available
```
Видим, что процессор архитектуры MIPS.
Теперь определим целевую архитектуру для компиляции:
```bash
rustup target list | grep mips
# mips-unknown-linux-gnu
# mips-unknown-linux-musl
# mips64-unknown-linux-gnuabi64
# mips64-unknown-linux-muslabi64
# mips64el-unknown-linux-gnuabi64
# mips64el-unknown-linux-muslabi64
# mipsel-unknown-linux-gnu
# mipsel-unknown-linux-musl
```
Опытным путем определяем, что в случае с TL-MR3020 v3.20 подходит архитектура `mipsel-unknown-linux-musl`.
Далее компилируем проект под целевую архитектуру:
```bash
cross build --release --target mipsel-unknown-linux-musl
```
Получаем исполняемый бинарный файл, который загружаем и запускаем на маршрутизаторе.
Выгружаем в раздел `/tmp`, потому что доступной памяти на основном разделе меньше двух мегабайт.
```bash
scp ./target/mipsel-unknown-linux-musl/release/ramips-rs openwrt:/tmp/
ssh openwrt /tmp/ramips-rs
# Hello, world!
```
## Оптимизация размера бинарника
После сборки и запуска "Hello, World" можно обратить внимание, что исполняемый файл весит __4.1 мегабайта__.
Для устройства с 8 мегабайтами постоянной памяти это катастрофически много.
Уменьшим размер исполняемого файла до приемлемого минимума.
Для этого настроим release профиль сборки и компиляции проекта.
Дополним Cargo.toml файл:
```toml
[profile.release]
strip = true # Уменьшает бинарник до 383K
lto = "fat" # Уменьшает бинарник до 334K
opt-level = "z" # Уменьшает бинарник до 326K
panic = "abort" # Уменьшает бинарник да 332K
codegen-units = 1 # Включает дополнительные оптимизации кода
```
Получаем исполняемый файл размером в __332 килобайта__.
Далее сжимаем исполняемый файл инструментом upx:
```bash
upx --best --lzma target/mipsel-unknown-linux-musl/release/ramips-rs
```
И получаем исходный файл размером в __118 килобайт__.
Приемлемый результат.
Сильнее уменьшить бинарник можно отказом от стандартной std библиотеки и другими экстремальными unsafe приемами, что не подходит в моем случае.
## "Hello, World!" ver. 2
Теперь сделаем пример посерьезней.
Например, асинхронный TCP сервер.
Подключаем зависимости:
```toml
[dependencies]
hyper = { version = "1.0.0-rc.3", features = ["full"] }
tokio = { version = "1", features = ["full"] }
http-body-util = "0.1.0-rc.2"
```
Пишем код:
```rust
use std::convert::Infallible;
use std::net::SocketAddr;
use http_body_util::Full;
use hyper::body::Bytes;
use hyper::server::conn::http1;
use hyper::service::service_fn;
use hyper::{Request, Response};
use tokio::net::TcpListener;
async fn hello(_: Request<hyper::body::Incoming>) -> Result<Response<Full<Bytes>>, Infallible> {
Ok(Response::new(Full::new(Bytes::from("Hello, World!"))))
}
#[tokio::main]
async fn main() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error + Send + Sync>> {
let addr = SocketAddr::from(([0, 0, 0, 0], 3000));
let listener = TcpListener::bind(addr).await?;
loop {
let (stream, _) = listener.accept().await?;
tokio::task::spawn(async move {
if let Err(err) = http1::Builder::new()
.serve_connection(stream, service_fn(hello))
.await
{
println!("Error serving connection: {:?}", err);
}
});
}
}
```
Проверяем, компилируем и сжимаем.
Получаем бинарник размером в __236 килобайт__.
Теперь загружаем в устройство, запускаем и проверяем:
```bash
scp ./target/mipsel-unknown-linux-musl/release/ramips-rs openwrt:/tmp/
ssh openwrt /tmp/ramips-rs
curl -L "http://10.0.0.2:3000"
# Hello, World!
```
Работает как и задумано.
## Полезные ссылки и источники
- [Building Rust code for my OpenWrt Wi-Fi router](https://blog.dend.ro/building-rust-for-routers/)
- [Cross Compile Rust For OpenWRT](https://www.kiloleaf.com/posts/cross-compile-rust-for-openwrt/)
- [Minimizing Rust Binary Size](https://github.com/johnthagen/min-sized-rust)
- [Кросс-компиляция программ Rust для запуска на маршрутизаторе](https://dzen.ru/media/nuancesprog.ru/krosskompiliaciia-programm-rust-dlia-zapuska-na-marshrutizatore-5f6457b8bdfa745d402cd1ec)
|
