embedded-rust

用途

Embedded Rust 技能面向裸机微控制器开发，指导代理完成嵌入式 Rust 开发流程，覆盖：使用 probe-rs / cargo-embed 进行烧录与调试、使用 defmt 进行结构化日志、使用 RTIC 并发框架、cortex-m-rt 启动流程、no_std 配置以及 panic 处理器选择。

触发场景

当出现以下问题时适用：如何把 Rust 固件烧录到 MCU；如何调试嵌入式 Rust 程序；如何在嵌入式 Rust 中使用 defmt 日志；如何使用 RTIC 进行中断驱动并发；#![no_std] #![no_main] 在嵌入式 Rust 中意味着什么；如何在 no_std 嵌入式 Rust 中处理 panic。

工作流程

项目设置

提供 Cargo.toml 示例，依赖包括 cortex-m（features: critical-section-single-core）、cortex-m-rt、defmt、defmt-rtt、panic-probe（features: print-defmt）；注释中给出 Embassy（异步嵌入式）作为 RTIC 替代方案。release profile 建议 opt-level = "s"、lto = true、codegen-units = 1、debug = true。.cargo/config.toml 中设置 target = "thumbv7em-none-eabihf"（Cortex-M4F/M7），runner 使用 probe-rs run --chip STM32F411CEUx 实现构建后自动运行，rustflags 包含 -C link-arg=-Tlink.x（cortex-m-rt 链接脚本）。

最小裸机程序

给出 src/main.rs 示例：使用 #![no_std] 与 #![no_main]，引入 cortex_m_rt::entry、defmt::info，以及 defmt_rtt as _ 和 panic_probe as _。main 函数标记 #[entry]，返回 !，打印启动日志，通过 PAC 或 HAL 获取外设，在循环中打印运行日志并使用 cortex_m::asm::delay 做粗略延时。

常见 MCU 的目标三元组：Cortex-M0/M0+ 为 thumbv6m-none-eabi；Cortex-M3 为 thumbv7m-none-eabi；Cortex-M4（无 FPU）为 thumbv7em-none-eabi；Cortex-M4F/M7 为 thumbv7em-none-eabihf；Cortex-M33 为 thumbv8m.main-none-eabihf；RISC-V RV32IMAC 为 riscv32imac-unknown-none-elf。通过 rustup target add thumbv7em-none-eabihf 添加目标。

probe-rs — 烧录与调试

安装命令使用官方安装脚本。可执行 probe-rs run --chip 烧录固件、probe-rs debug 进入交互式调试会话、probe-rs list 列出连接的调试探针、probe-rs chip list | grep STM32 查询支持的芯片。配合 cargo 时，可在 .cargo/config.toml 中配置 runner 后使用 cargo run --release（构建、烧录并流式输出 defmt 日志）或 cargo build --release（仅构建）。

defmt — 高效日志

defmt（de-formatter）把日志字符串编码为整数，只传输最少字节，在主机端解码。支持 info、warn、error、debug、trace 以及 Format 派生；可对自定义类型使用 #[derive(Format)] 并配合 {:?} 输出；支持 defmt::assert_eq! 与 defmt::assert!。后端可选：defmt-rtt（最快，需连接调试探针）与 defmt-semihosting（较慢，无需 RTT 支持）。

RTIC — 实时中断驱动并发

RTIC 2 需要在 Cargo.toml 中引入 rtic（features 含 thumbv7-backend）。示例使用 #[rtic::app] 属性，定义 #[shared] 与 #[local] 结构、#[init] 初始化函数、#[task] 异步周期任务（通过共享资源锁访问计数器，并用 rtic_monotonics::systick::Systick 延时），以及通过 binds = EXTI0 绑定中断并设置优先级的按钮 ISR。

Panic 处理器

不同处理器行为与适用场景：panic-halt 为无限循环，用于生产环境、无调试探针；panic-probe 输出 defmt 消息并停机，用于配合 probe-rs 的开发；panic-semihosting 通过 GDB semihosting 输出，用于 GDB 开发；panic-reset 执行硬复位，用于看门狗式恢复。需恰好选择一种 panic 处理器。

技能介绍