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嵌入式开发

问题​

Rust 在嵌入式场景有什么优势？no_std 是什么？

答案​

Rust 的零成本抽象和内存安全使其成为嵌入式开发的理想选择——没有 GC、可控的内存布局、编译时消除空指针。

no_std 环境​

no_std 意味着不使用标准库（std），只使用核心库（core）和可选的内存分配库（alloc）：

src/main.rs
#![no_std]  // 不链接标准库
#![no_main] // 不使用标准入口点

use core::panic::PanicInfo;

// 必须提供 panic handler
#[panic_handler]
fn panic(_info: &PanicInfo) -> ! {
    loop {}
}

// 嵌入式入口点（以 cortex-m 为例）
#[cortex_m_rt::entry]
fn main() -> ! {
    // 点亮一个 LED
    let peripherals = stm32f4xx_hal::pac::Peripherals::take().unwrap();
    // ... 硬件操作
    loop {}
}

std vs no_std 可用功能​

功能stdcorealloc
基本类型、Trait✅✅✅
Option/Result✅✅✅
Vec/String/Box✅❌✅
HashMap✅❌❌
文件 IO✅❌❌
网络✅❌❌
线程✅❌❌

Embassy 异步嵌入式框架​

Embassy 把 Rust 的 async/await 带到嵌入式：

#[embassy_executor::main]
async fn main(_spawner: embassy_executor::Spawner) {
    let p = embassy_stm32::init(Default::default());
    let mut led = Output::new(p.PB7, Level::High, Speed::Low);

    loop {
        led.set_high();
        Timer::after_millis(500).await; // 异步等待，不阻塞
        led.set_low();
        Timer::after_millis(500).await;
    }
}

Embassy 的零成本异步不需要 RTOS，任务切换在编译时完成。

常见面试问题​

Q1: 为什么 Rust 适合嵌入式开发？​

答案：

  1. 零成本抽象：高级 API 编译后与手写 C 一样高效
  2. 内存安全：编译时消除空指针、缓冲区溢出等嵌入式常见 Bug
  3. 没有 GC：可预测的内存行为，无 STW 暂停
  4. no_std：可以在几 KB RAM 的 MCU 上运行
  5. 类型系统：用 Typestate 模式在编译时防止硬件误操作

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