究极懒狗，这个本来应该是一年前就要写的。

前言

说实话，并不看好rust在嵌入式领域的未来，嵌入式里面C/C++的地位是不可撼动的，但是rust的确是一个很有意思的语言，所以还是想尝试一下。rust的优势在于安全性，但是在嵌入式领域，安全性并不是最重要的，最重要的是性能和资源占用，所以rust在嵌入式领域的未来并不是很乐观。仅仅为了一点安全性的提升，带来的牺牲是巨大的。搞嵌入式的人真正想要的应该是go。

环境准备

写这篇文章的当前时间节点的最新的版本(版本仅供参考)：

软件

  • VSCode 1.86.1
  • rustc/cargo 1.76.0
  • arm-none-eabi-gcc 13.2.1
  • openocd 0.12.0

硬件

  • STM32L431RCT6（板子是随便找的）
  • ST-LINK V2

VSCode插件

  • rust-analyzer：使用VSCode开发Rust必备
  • cortex-debug：调试、debug嵌入式程序
  • crates：提升编辑Cargo.toml的体验，辅助包管理

软件安装

VSCode

略

rustc/cargo

打开rust官网，下载Windows: rust-init.exe

或者Linux: curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

一路回车就行了。

换源

rustup源，添加两个环境变量(Linux)：

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export RUSTUP_DIST_SERVER=https://mirrors.ustc.edu.cn/rust-static
export RUSTUP_UPDATE_ROOT=https://mirrors.ustc.edu.cn/rust-static/rustup

cargo换源，在~/.cargo/config文件中添加：

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[source.crates-io]
registry = "https://github.com/rust-lang/crates.io-index"
# 指定镜像
replace-with = 'ustc' # 如：tuna、ustc，或者 rustcc 指定一个即可

# 中国科学技术大学
[source.ustc]
registry = "https://mirrors.ustc.edu.cn/crates.io-index"

# 清华大学
[source.tuna]
registry = "https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/crates.io-index.git" 

# rustcc社区
[source.rustcc]
registry = "https://code.aliyun.com/rustcc/crates.io-index.git"

编译调试工具

可以在ARM官网下载

OpenOCD下载

这里放一个windows的zip

Ubuntu下可以使用命令

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sudo apt install gcc-arm-none-eabi
sudo apt install openocd

背景知识

在配置完开发环境之后，我们缓一缓，简单了解一下使用Rust开发嵌入式工程的一些背景知识。

和C语言不同，Rust官方提供了一套标准的硬件抽象层embedded-hal，几乎所有的MCU厂家都会基于这套hal来开发自己的sdk。

各个厂商的相关SDK命名都遵循xxx-rs的方式，比如stm32就是stm32-rs，ESP是esp-rs，rp2040是rp-rs。如果我们想要找相关的SDK，就去对应的github组下面去找就好了。

在正式开发中，我们不会直接和embedded-hal打交道，而是使用各个厂家MCU对应的上层hal实现。我们使用的MCU是stm32l4，因此，直接去stm32-rs下面搜索stm32l4，就能看到对应的hal库stm32h7xx-hal了。当然也可以去crates.io搜索，一样的。使用对应的hal库也非常简单，在Cargo.toml的[dependencies]下面添加一行(PS:直接引用git会好点，至少代码是最新的)

stm32l4xx-hal = { git = “https://github.com/stm32-rs/stm32l4xx-hal”, features = [“stm32l431”, “rt”]}

rustup安装工具链

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rustup target add thumbv7em-none-eabihf # 找一下自己的板子对应的target
cargo install cargo-binutils #安装binutils
rustup component add llvm-tools-preview 
cargo install cargo-generate

项目初始化

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cargo generate --git https://github.com/rust-embedded/cortex-m-quickstart

这个模板工程是rust团队编写的qemu版本的，需要修改一下。

打开.cargo/config文件，修改里面的build如下，STM32L4对应的Cortex-M4：

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[build]
# Pick ONE of these default compilation targets
# target = "thumbv6m-none-eabi"        # Cortex-M0 and Cortex-M0+
# target = "thumbv7m-none-eabi"        # Cortex-M3
target = "thumbv7em-none-eabi"       # Cortex-M4 and Cortex-M7 (no FPU)
# target = "thumbv7em-none-eabihf"     # Cortex-M4F and Cortex-M7F (with FPU)
# target = "thumbv8m.base-none-eabi"   # Cortex-M23
# target = "thumbv8m.main-none-eabi"   # Cortex-M33 (no FPU)
# target = "thumbv8m.main-none-eabihf" # Cortex-M33 (with FPU)

然后cargo build就可以了。这样就可以在STM32L4上运行了。但是在此之前，再写一个点亮LED的例子。

点亮LED

首先是Cargo.toml文件，添加依赖：

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[dependencies]
stm32l4xx-hal = { git = "https://github.com/stm32-rs/stm32l4xx-hal", features = ["stm32l431", "rt"]}

memory.x文件，这个文件是链接脚本，用来告诉编译器程序的内存布局，这个是STM32L431的默认配置，其他芯片可以自行修改：

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MEMORY
{
  FLASH : ORIGIN = 0x8000000, LENGTH = 128K
  RAM : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 32K
}

openocd.cfg文件，这个文件是openocd的配置文件，用来告诉openocd如何连接到目标板，这个是ST-LINK V2的默认配置，其他调试器可以自行修改：

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source [find interface/stlink.cfg]
source [find target/stm32l4x.cfg]

main.rs文件，这个文件是程序的入口，这个是点亮LED的例子：
//不解释，看代码，效果就是1s翻转一次，LED在GPIOA的12脚

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#![no_std]
#![no_main]

// pick a panicking behavior
use panic_halt as _; // you can put a breakpoint on `rust_begin_unwind` to catch panics
                     // use panic_abort as _; // requires nightly
                     // use panic_itm as _; // logs messages over ITM; requires ITM support
                     // use panic_semihosting as _; // logs messages to the host stderr; requires a debugger

// use cortex_m::asm;
use cortex_m_rt::entry;

use stm32l4xx_hal::delay::Delay;
use stm32l4xx_hal::{pac, prelude::*};

#[entry]
fn main() -> ! {
    let cp = cortex_m::Peripherals::take().unwrap();
    let dp = pac::Peripherals::take().unwrap();

    let mut rcc = dp.RCC.constrain();
    let mut flash = dp.FLASH.constrain();
    let mut pwr = dp.PWR.constrain(&mut rcc.apb1r1);

    let clocks = rcc.cfgr.sysclk(80.MHz()).freeze(&mut flash.acr, &mut pwr);
    let mut gpioa = dp.GPIOA.split(&mut rcc.ahb2);
    let mut led = gpioa
        .pa12
        .into_push_pull_output(&mut gpioa.moder, &mut gpioa.otyper);

    let mut timer = Delay::new(cp.SYST, clocks);

    loop {
        led.toggle();

        timer.delay_ms(1_000_u16);
    }
}

现在cargo build编译文件
使用openocd烧录，openocd -f openocd.cfg -c "program target/thumbv7em-none-eabi/debug/stm32-demo3 verify reset exit"
注意替换文件名，就可以看到LED在1s内翻转一次了。

debug的话，使用cortex-debug插件，配置好.vscode/launch.json文件:

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"device": "stm32l431",
"configFiles": [
    "${workspaceRoot}/openocd.cfg"
],
"svdFile": "${workspaceRoot}/STM32L431.svd",

修改这三个地方。按F5就可以开始调试了。

rust-stm32-2-2024-02-14-23-14-00

没毛病，完结。

完整的工程在这里github。