为何用 Rust 做嵌入式

关键概念

Rust 嵌入式生态全景

Rust 嵌入式采用清晰的分层架构，从底层寄存器到上层应用，每一层职责单一、可替换。理解这张分层图，是学好后续所有章节的地基：

Rust vs C：嵌入式场景对比

安装 Rust 与嵌入式工具链

Rust 嵌入式开发不需要庞大的 IDE，一套命令行工具即可。以下以 Cortex-M4F（STM32F4）为例：

# 1. 安装 rustup（Rust 官方工具链管理器）
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

# 2. 添加交叉编译目标（Cortex-M4/M7 硬浮点）
rustup target add thumbv7em-none-eabihf

# 3. 安装烧录 / 调试工具（probe-rs 生态）
cargo install probe-rs-tools    # 提供 cargo flash / cargo embed

# 4. 安装二进制查看工具（可选，看反汇编/体积）
rustup component add llvm-tools
cargo install cargo-binutils     # cargo size / cargo objdump

第一个程序：blinky（点灯）

下面是一个在 STM32F411 上闪烁 LED 的最小程序，用 stm32f4xx-hal。现在不必理解每一行，重点感受 Rust 嵌入式代码的"形状"——后续章节会逐层拆解：

#![no_std]   // 不链接标准库（无操作系统）
#![no_main]  // 不使用标准 main 入口，由 cortex-m-rt 提供

use panic_halt as _;              // panic 时停机（提供 panic handler）
use cortex_m_rt::entry;             // #[entry] 宏，定义程序入口
use stm32f4xx_hal::{pac, prelude::*};

#[entry]
fn main() -> ! {              // 返回类型 ! 表示永不返回
    // 取得外设单例：设备 PAC + Cortex-M 内核外设
    let dp = pac::Peripherals::take().unwrap();
    let cp = cortex_m::Peripherals::take().unwrap();

    // 配置时钟树：外部晶振 25MHz，系统 84MHz
    let rcc = dp.RCC.constrain();
    let clocks = rcc.cfgr.use_hse(25.MHz()).sysclk(84.MHz()).freeze();

    // 拆分 GPIOC，取 PC13（很多板子板载 LED 在此）
    let gpioc = dp.GPIOC.split();
    let mut led = gpioc.pc13.into_push_pull_output();

    // 基于 SysTick 的阻塞式延时器
    let mut delay = cp.SYST.delay(&clocks);

    loop {
        led.set_high();          // 引脚输出高电平
        delay.delay_ms(500_u32);
        led.set_low();           // 引脚输出低电平
        delay.delay_ms(500_u32);
        // 或用 led.toggle(); 一行翻转
    }
}

烧录到开发板

连接 ST-Link 或任意 CMSIS-DAP 调试器后，一条命令完成编译、烧录、运行：

# 编译并烧录（release 优化，嵌入式几乎总是用 release）
cargo flash --release --chip STM32F411CEUx

# 或用 cargo embed：烧录 + 打开 RTT 日志终端
cargo embed --release

# 查看固件体积（Flash/RAM 占用）
cargo size --release -- -A