了解Rust工具鏈以及作為嵌入式軟件開發(fā)人員在嵌入式目標(biāo)上使用Rust需要什么是很重要的。在本文中，我們將探索Rust的工具鏈和生態(tài)系統(tǒng)，以幫助你了解它如何提高生產(chǎn)力、確保安全和簡(jiǎn)化開發(fā)過程。

 

Rust工具鏈簡(jiǎn)介

Rust工具鏈包含各種各樣的工具，可用于構(gòu)建、測(cè)試、格式化等等。然而，在工具鏈的根部只有幾個(gè)工具，可以在下圖中進(jìn)行總結(jié):

圖1–Rust工具鏈概述

 

Rustup

rustup.rs工具是一個(gè)用于管理Rust工具鏈和相關(guān)組件的命令行工具。它提供了一種簡(jiǎn)單的方法來安裝、更新和管理Rust編程語言及其工具的多個(gè)版本。如果你想安裝Rust，你可以從訪問Rust-lang.org網(wǎng)站開始，并按照操作系統(tǒng)的說明進(jìn)行操作。

 

Rustc

作為標(biāo)準(zhǔn)安裝的一部分安裝的另一個(gè)工具是rustc。rustc是Rust編程語言的官方編譯器。它把你的Rust源代碼編譯成可執(zhí)行的二進(jìn)制文件。例如，你可以使用以下命令編譯一個(gè)main.rs文件:

rustc main.rs

或者，由于我們對(duì)嵌入式軟件感興趣，你可以使用如下命令:

rustc–target = thumb v7m-none-eabi main . RS

結(jié)果是代碼被編譯并生成一個(gè)二進(jìn)制文件，該文件可以直接在你的PC上執(zhí)行，也可以閃存到你的嵌入式目標(biāo)上。

 

Cargo

但是在很多情況下，我們并不直接使用rustc。相反，我們使用Rust工具Cargo。Cargo是Rust構(gòu)建工具和包管理器。它內(nèi)置了多種構(gòu)建類型，例如:

構(gòu)建–編譯你的項(xiàng)目

運(yùn)行——執(zhí)行項(xiàng)目(并在需要時(shí)構(gòu)建)

測(cè)試–運(yùn)行你的單元測(cè)試

文檔–生成你的文檔

publish——將你的板條箱發(fā)布到crate.io，它托管所有可用于Rust的庫。

Cargo在Cargo.toml配置文件中查找關(guān)于項(xiàng)目依賴項(xiàng)的信息。例如，如果你正在為Arm Cortex-M處理器編寫一個(gè)應(yīng)用程序，你可能會(huì)有如下所示的依賴關(guān)系:

這些依賴項(xiàng)中的每一個(gè)都是一個(gè)庫箱。一般來說，一個(gè)crate是一個(gè)編譯單元，充當(dāng)Rust代碼的基本構(gòu)建塊。它可以是一個(gè)庫或二進(jìn)制箱。庫箱通常有一個(gè)lib.rs文件，而二進(jìn)制箱有一個(gè)main.rs文件。這有時(shí)會(huì)令人困惑，因?yàn)閱蝹€(gè)文件(*.rs)被認(rèn)為是板條箱，即使你發(fā)布的多個(gè)文件可以組成一個(gè)板條箱。

如果你創(chuàng)建了一個(gè)有用的crate，你可以將它們發(fā)布到crate.io，供其他開發(fā)人員使用。他們使用Cargo.toml文件來指定他們希望在應(yīng)用程序中使用的板條箱名稱和版本。

 

嵌入Rust的附加工具

Rust附加的基本工具非常適合開發(fā)應(yīng)用程序，但如果你想編寫嵌入式Rust應(yīng)用程序，它們并不是你需要的全部。你還需要包括一些額外的內(nèi)容，如下所示:

l Cargo-Binutils

l LLVM工具

l Cargo-generate

l GNU Arm交叉編譯工具

l 交叉編譯的Rust目標(biāo)

 

Cargo Binutils是Cargo子命令的集合，它使Rust工具鏈附帶的LLVM工具易于使用。這些工具包括objdump、nm和size的LLVM版本，用于檢查二進(jìn)制文件。這些工具對(duì)于理解嵌入式應(yīng)用程序的大小和檢查交叉編譯器生成的指令非常有用。

 

LLVM工具是模塊化和可重用的編譯器和工具鏈技術(shù)的集合。

 

Cargo-Generate是一個(gè)開發(fā)工具，通過利用預(yù)先存在的git存儲(chǔ)庫作為模板，幫助你快速啟動(dòng)并運(yùn)行一個(gè)新的Rust項(xiàng)目。有一個(gè)針對(duì)Cortex-M處理器的快速入門示例，通常用于啟動(dòng)和運(yùn)行嵌入式項(xiàng)目。

 

GNU Arm工具鏈?zhǔn)且粋€(gè)用于ARM Cortex-M處理器的交叉編譯工具鏈。它包括GCC編譯器和其他必要的工具，為基于ARM的微控制器編譯代碼。如果你是嵌入式開發(fā)人員，你可能已經(jīng)對(duì)這些很熟悉了。

 

用于交叉編譯的Rust目標(biāo)指的是特定的編譯配置，其允許Rust代碼被編譯用于不同的架構(gòu)和平臺(tái)，而不是代碼被編譯的平臺(tái)。例如，如果我想針對(duì)Cortex-M33處理器進(jìn)行編譯，我可以使用以下命令將目標(biāo)添加到工具鏈中:

 

rustup target add thumbv8m.main-none-eabihf

 

有了這些工具，你就能像使用C或C++一樣開發(fā)嵌入式Rust代碼。

 

結(jié)論

Rust工具鏈和生態(tài)系統(tǒng)是獨(dú)一無二的，因?yàn)樗鼈儗㈤_發(fā)Rust應(yīng)用程序所需的一切打包在一起。社區(qū)開發(fā)包和工具，而在C/C++中，你依賴供應(yīng)商或公司為你提供工具。例如，如果你想要測(cè)試你的代碼，你必須找到一個(gè)測(cè)試工具。每個(gè)嵌入式團(tuán)隊(duì)都有自己的偏好，使用不同的。對(duì)于Rust，你可以使用Rust內(nèi)置的貨物測(cè)試工具。