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15. no_std Rust 🟢

默认情况下，Rust 程序会链接到标准库 (std)，它提供了像 Vec、String 和网络等高级抽象。然而，在嵌入式系统或 OS 内核中，你可能没有操作系统或堆分配器。Rust 允许你使用 #![no_std] 属性来停用标准库。

1. #![no_std] 属性

当你使用 #![no_std] 时，你的程序将仅链接到 core 库，它包含了 Rust 中不依赖于 OS 的最基础部分。

#![allow(unused)]
#![no_std]

fn main() {
use core::panic::PanicInfo;

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

2. core vs alloc vs std

• core：始终可用。包含 Option、Result 和基础数学运算等基础功能。没有堆分配。
• alloc：如果你有堆分配器，则可用。包含 Vec、String、Box 等。
• std：包含 core 和 alloc，以及像文件 I/O、网络和线程等 OS 特有的功能。

3. 实现一个 Panic 处理器 (Panic Handler)

在 #![no_std] 环境中，你必须定义当程序发生 Panic 时会发生什么，因为没有 OS 可以打印错误消息并终止进程。

#![allow(unused)]
fn main() {
#[panic_handler]
fn panic(_info: &PanicInfo) -> ! {
    // 对于嵌入式，你可能会在这里闪烁 LED 或重置 CPU
    loop {}
}
}

4. 嵌入式 Rust 生态系统

Rust 拥有一个充满活力的嵌入式开发生态系统：

• embedded-hal：一套用于硬件抽象的 Trait。
• cortex-m：对 ARM Cortex-M 微控制器的支持。
• riscv：对 RISC-V 微控制器的支持。

对 C/C++ 开发者的总结

• 在 C/C++ 中：你通常通过不链接标准 C 库 (libc) 在“独立 (freestanding)”环境中工作。这类似于 Rust 中的 #![no_std]。
• 在 Rust 中：在没有 std 的环境下工作是一项一流特性。许多库 (Crates) 被设计为“no_std”兼容，这意味着它们可以在托管环境和裸机环境下同时使用。这使得在嵌入式固件和桌面工具之间共享代码变得更加容易。