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裸机环境是指没有可供使用的操作系统环境。当编译的 Rust 程序拥有 no_std 属性时#xff0c;该程序无权访问上述 std 章节中提到的某些特定功能。尽管仍支持使用配网或引入复杂数据结构等功能#xff0c;但实现方式将会更加复杂。 no_std…什么是裸机环境
裸机环境是指没有可供使用的操作系统环境。当编译的 Rust 程序拥有 no_std 属性时该程序无权访问上述 std 章节中提到的某些特定功能。尽管仍支持使用配网或引入复杂数据结构等功能但实现方式将会更加复杂。 no_std 程序依赖于 Rust 所有环境中可用的核心语言特性包括数据类型、控制结构和底层内存管理。此环境在嵌入式编程中非常实用特别适用于内存资源有限、需要对硬件进行低级别控制的场景。
以下为在裸机环境上不借助操作系统运行的 blinky 示例
https://github.com/esp-rs/esp-hal/blob/main/esp32-hal/examples/blinky.rs
更多示例存放在 esp-hal 仓库中
#![no_std]
#![no_main]// 导入示例所需外设
use esp32c3_hal::{clock::ClockControl,gpio::IO,peripherals::Peripherals,prelude::*,timer::TimerGroup,Delay,Rtc,
};
use esp_backtrace as _;// 设置程序执行的起始点
// 因为这是一个 no_std 程序不存在主函数
#[entry]
fn main() - ! {// 初始化所有所需外设let peripherals Peripherals::take();let mut system peripherals.SYSTEM.split();let clocks ClockControl::boot_defaults(system.clock_control).freeze();// 禁用看门狗定时器。对于 ESP32-C3 来说包括 Super WDT、// RTC WDT 和 TIMG WDTlet mut rtc Rtc::new(peripherals.RTC_CNTL);let timer_group0 TimerGroup::new(peripherals.TIMG0,clocks,mut system.peripheral_clock_control,);let mut wdt0 timer_group0.wdt;let timer_group1 TimerGroup::new(peripherals.TIMG1,clocks,mut system.peripheral_clock_control,);let mut wdt1 timer_group1.wdt;rtc.swd.disable();rtc.rwdt.disable();wdt0.disable();wdt1.disable();// 将 GPIO4 设置为输出并将其初始状态设置为高电平let io IO::new(peripherals.GPIO, peripherals.IO_MUX);// 创建一个 led 对象将其设置为 GPIO4 引脚的输出模式let mut led io.pins.gpio5.into_push_pull_output();// 启动 LEDled.set_high().unwrap();// 初始化延迟外设并在循环中// 使用它来切换 LED 的状态let mut delay Delay::new(clocks);// 设置一个每 500 毫秒即切换 LED 开/关状态的无限循环loop {led.toggle().unwrap();delay.delay_ms(500u32);}
} 适用裸机环境的情况
减少内存占用如果嵌入式系统资源有限需要占用较小的内存可以考虑使用裸机环境因为 std 会显著增加最终二进制文件的大小和编译时间。
实现直接硬件控制如果需要在嵌入式系统中实现直接硬件控制例如实现底层设备驱动程序或访问特定硬件功能可以考虑使用裸机环境因为 std 的抽象层会提高直接与硬件进行交互的难度。
涉及实时约束或对时间敏感的应用程序如果嵌入式系统要求实时性能或低延迟响应时间可以考虑使用裸机环境因为 std 可能导致意外延迟和开销。
自定义需求裸机环境支持更多自定义配置同时也能实现对应用程序行为的精细控制非常适用于特定或非标准环境。
