如何在全平台构建无需额外目标的最小#[no_std]二进制用于测试构建依赖

问题背景 #

我需要在#[no_std]环境中测试一个构建依赖。Cargo为构建依赖创建的环境是宿主环境而非目标环境，但待编译crate为#[no_std]时存在细微差异。作为集成测试的一部分，我会在磁盘上创建依赖于待测试构建依赖的最小虚拟crate，启动新Cargo进程构建该crate，以Cargo的退出状态作为测试依据。

当前核心问题：如何使用Cargo构建#[no_std]二进制，无需当前rustc安装包含外部目标（如arm...、thumb...），也不依赖执行测试的平台？

当前尝试的配置与报错 #

我尝试了最基础的仅需编译无需运行的#[no_std] crate配置：

Cargo.toml 配置 #

[package]
name = "nostd"
version = "0.1"
build = true

[build-dependencies]
to_be_tested = ...

[profile.dev]
panic = "abort" # 无需 panic 处理逻辑

src/main.rs 代码 #

#![no_main]
#![no_std]

use core::panic::PanicInfo;

#[panic_handler]
fn panic(_panic: &PanicInfo<'_>) -> ! {
    // 永远不会被执行
    loop {}
}

但构建时失败，报错如下：

error: linking with `cc` failed: exit status: 1
  |
  = note: [...]
  = note: ld: warning: no platform load command found in '[...]/symbols.o', assuming: macOS
          ld: Undefined symbols:
            _main, referenced from:
                <initial-undefines>
          clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

问题本质是链接器要求存在入口函数（如main），且入口函数的签名随目标平台变化，而我需要在任意平台上完成编译，无需适配不同平台的入口签名——毕竟这个crate只需要编译成功，不需要实际运行。

解决方案 #

方案1：改用库类型crate跳过链接 #

如果测试仅需验证构建依赖逻辑，不需要验证二进制链接环节，可以将虚拟crate改为库类型：

修改Cargo.toml：

[package]
name = "nostd_test"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[lib]
crate-type = ["rlib"] # 静态库，无需链接std

[build-dependencies]
to_be_tested = { path = "../path/to/your/crate" }

[profile.dev]
panic = "abort"

对应的src/lib.rs：

#![no_std]

use core::panic::PanicInfo;

#[panic_handler]
fn panic(_: &PanicInfo<'_>) -> ! {
    loop {}
}

运行cargo build --lib即可，只会编译库代码，不会触发链接操作，自然不会出现main缺失的问题。

方案2：跳过链接阶段，仅生成目标文件 #

如果必须使用二进制目标，可以通过Rust编译选项跳过链接，只生成目标文件：

在虚拟crate的.cargo/config.toml中添加：

[build]
rustflags = ["--emit=obj"]

或者直接在命令行传递参数：

cargo build --target=$(rustc -vV | grep host | cut -d' ' -f2) --rustflags="--emit=obj"

此方式下Cargo仅完成代码编译生成目标文件，不执行链接，也就不会要求入口函数存在。

方案3：添加跨平台兼容的入口函数存根 #

如果必须完成链接，可以通过条件编译为不同平台提供适配的入口函数：

修改src/main.rs：

#![no_main]
#![no_std]

use core::panic::PanicInfo;

#[panic_handler]
fn panic(_panic: &PanicInfo<'_>) -> ! {
    loop {}
}

// Linux 平台入口
#[cfg(target_os = "linux")]
#[link_section = ".text.startup"]
#[no_mangle]
pub extern "C" fn _start() -> ! {
    loop {}
}

// macOS 平台入口
#[cfg(target_os = "macos")]
#[no_mangle]
pub extern "C" fn main(_argc: isize, _argv: *const *const u8) -> ! {
    loop {}
}

// Windows 平台入口
#[cfg(target_os = "windows")]
#[no_mangle]
pub extern "system" fn WinMain(_hInstance: isize, _hPrevInstance: isize, _lpCmdLine: *const u8, _nShowCmd: u32) -> ! {
    loop {}
}

// 其他通用平台入口
#[cfg(not(any(target_os = "linux", target_os = "macos", target_os = "windows")))]
#[no_mangle]
pub extern "C" fn main() -> ! {
    loop {}
}

该方案通过条件编译覆盖主流平台的入口要求，入口函数仅做无限循环（不会实际执行逻辑），满足链接器要求的同时，完全适配仅需编译的测试场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user2722968