애플리케이션 바이너리 인터페이스

애플리케이션 바이너리 인터페이스 (ABI)

크레이트를 컴파일하면 생기는 산출물의 ABI에 영향을 주는 기능들을 이 장에서 다뤄요. ABI가 뭔지 아직 어색하다면, 함수나 변수가 최종 바이너리에서 어떤 이름과 형태로 드러나고, 다른 바이너리나 라이브러리와 어떻게 연결되는지를 규정하는 약속이라고 보면 돼요.

함수를 내보낼 때 ABI를 지정하는 방법은 extern 함수에서, 외부 라이브러리를 링크할 때 ABI를 지정하는 방법은 외부 블록에서 각각 다뤄요.

출처: Rust Reference

본문

`used` 속성

used 속성은 크레이트 안에서 다른 어떤 아이템도 참조하지 않거나 사용하지 않더라도, 정적 아이템이 출력 오브젝트 파일(.o, .rlib 등, 최종 바이너리는 제외)에 남아 있도록 강제해요. 다만 링커가 이를 제거하는 건 여전히 자유예요.

예를 들어볼게요.

#![allow(unused)]
fn main() {
// lib.rs

// `#[used]` 덕분에 유지돼요.
#[used]
static S1: u8 = 0;

// 사용되지 않으므로 제거될 수 있어요.
#[allow(dead_code)]
static S2: u8 = 0;

// 공개적으로 접근 가능하기 때문에 유지돼요.
pub static S3: u8 = 0;

// 공개적으로 접근 가능한 함수가 참조하기 때문에 유지돼요.
static S4: u8 = 0;
#[unsafe(no_mangle)] pub fn f4() -> &'static u8 { &S4 }

// 오직 private하고 사용되지 않는(dead) 함수만 참조하므로 제거될 수 있어요.
static S5: u8 = 0;
#[allow(dead_code)]
fn f5() -> &'static u8 { &S5 }
}

실제로 오브젝트 파일에 어떤 심볼이 남는지 확인해볼게요. nm -C로 심볼 테이블을 보면 S1, S3, S4와 f4는 남고, S2와 S5는 빠져 있는 걸 볼 수 있어요.

$ rustc -O --emit=obj --crate-type=rlib lib.rs
$ LC_ALL=C nm -C lib.o
0000000000000000 R lib::S1
0000000000000000 R lib::S3
0000000000000000 r lib::S4
0000000000000000 T f4

used 속성은 MetaWord 문법을 사용해요. 또한 static 아이템에만 적용할 수 있고, 한 아이템에서 used의 첫 번째 사용만 효과가 있어요. 이후의 사용은 rustc가 린트로 경고해요.

`no_mangle` 속성

no_mangle 속성은 어떤 아이템에서든 표준 심볼 이름 맹글링(symbol name mangling)을 끌 수 있어요. 그 아이템의 심볼은 아이템 이름의 식별자가 되죠. 추가로, used 속성처럼 그 아이템이 생성된 라이브러리나 오브젝트 파일에서 공개적으로 내보내져요.

다만 이 속성은 안전하지 않아요(unsafe). 맹글링되지 않은 심볼이 같은 이름(또는 잘 알려진 심볼)을 가진 다른 심볼과 충돌하면 정의되지 않은 동작(undefined behavior)으로 이어질 수 있기 때문이에요.

#![allow(unused)]
fn main() {
#[unsafe(no_mangle)]
extern "C" fn foo() {}
}

2024 에디션 차이

2024 에디션 이전에는 no_mangle 속성을 unsafe 한정 없이 사용해도 허용됐어요.

`link_section` 속성

link_section 속성은 함수나 정적 아이템의 내용이 배치될 오브젝트 파일의 섹션을 지정해요. 섹션 이름을 지정하기 위해 MetaNameValueStr 문법을 사용하죠.

#![allow(unused)]
fn main() {
#[cfg(target_os = "linux")] {
#[unsafe(no_mangle)]
#[unsafe(link_section = ".example_section")]
pub static VAR1: u32 = 1;
}
}

이 속성도 안전하지 않아요. 데이터나 코드가 예상하지 못한 메모리 섹션에 들어가게 할 수 있는데, 예를 들어 변경 가능한 데이터를 읽기 전용 영역에 넣을 수도 있거든요. 한 아이템에서 link_section의 첫 번째 사용만 효과가 있고, 이후 사용은 미래 호환성 경고(future-compatibility warning)로 린트돼요. 나중에는 오류가 될 수도 있어요.

2024 에디션 차이

2024 에디션 이전에는 link_section 속성을 unsafe 한정 없이 사용해도 허용됐어요.

`export_name` 속성

export_name 속성은 함수나 정적 아이템에서 내보내질 심볼의 이름을 지정해요. 심볼 이름을 지정하기 위해 MetaNameValueStr 문법을 사용하죠.

#![allow(unused)]
fn main() {
#[unsafe(export_name = "exported_symbol_name")]
pub fn name_in_rust() { }
}

이 속성도 안전하지 않아요. 사용자 지정 이름을 가진 심볼이 같은 이름(또는 잘 알려진 심볼)을 가진 다른 심볼과 충돌하면 정의되지 않은 동작으로 이어질 수 있기 때문이에요. 한 아이템에서 export_name의 첫 번째 사용만 효과가 있고, 이후 사용은 미래 호환성 경고로 린트돼요.

2024 에디션 차이

2024 에디션 이전에는 export_name 속성을 unsafe 한정 없이 사용해도 허용됐어요.

더 알아보기

extern 함수: 함수를 내보낼 때 ABI를 지정하는 방법
외부 블록: 외부 라이브러리를 링크할 때 ABI를 지정하는 방법
맹글링과 심볼 이름에 대한 더 자세한 내용은 no_mangle, export_name 속성 문서에서

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