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#no_std#embedded#core#alloc

no_std 入门：在裸机上运行 Rust

桌面和服务器上的 Rust 默认链接 std：它假设底层有操作系统，提供堆分配、线程、文件、网络和 panic 时的栈展开。微控制器上没有这些东西——没有 OS，常常只有几十 KB 的 RAM。#![no_std] 告诉编译器：只链接 core，不要 std。

core / alloc / std 三层

  • core：语言的最小内核。Option、Result、Iterator、整数与浮点、slice、fmt——全部不依赖分配器或操作系统。no_std 永远可以用 core。
  • alloc：需要一个全局分配器后才能用的部分：Box、Vec、String、Rc。很多 MCU 项目故意不用 alloc，改用定长容器（见 heapless）以获得确定的内存行为。
  • std：core + alloc + 操作系统接口。裸机上不可用。
#![no_std]
#![no_main]

use core::panic::PanicInfo;

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

#![no_main] 表示我们不用标准的 main 入口（那需要运行时来调用它）。#[panic_handler] 是必须的：std 帮你提供的那个没了，你得自己定义 panic 时干什么——这里最简单地死循环。

入口点从哪来

裸机程序的真正入口由芯片架构决定（复位向量）。在 Cort-M 上，cortex-m-rt 提供 #[entry]：

use cortex_m_rt::entry;

#[entry]
fn main() -> ! {
    // 固件永不返回
    loop {
        // 读传感器、翻 GPIO、喂看门狗……
    }
}

注意返回类型是 !（never）：固件不会"退出"，它一直跑到掉电。

目标三元组与构建

为 MCU 构建要指定 target，例如 RP2040（Cortex-M0+）：

rustup target add thumbv6m-none-eabi
cargo build --target thumbv6m-none-eabi --release

none 段正是"没有操作系统"的意思。链接脚本（memory.x）告诉链接器 Flash 与 RAM 的地址范围，cortex-m-rt 会用它布置向量表。

不用 alloc 怎么办

没有堆，Vec/String 就别想了。用 heapless：容量在类型里固定，全部栈上分配。

use heapless::Vec; // 注意是 heapless 的 Vec

let mut buf: Vec<u8, 64> = Vec::new(); // 最多 64 字节
buf.push(0x42).ok();

容量超了 push 返回 Err，不会偷偷分配，也不会 panic。这种"内存上限写在类型上"的确定性，正是嵌入式想要的。

下一步

  • 用 embassy 把轮询循环换成 async，让中断驱动的逻辑读起来像顺序代码。
  • 用 defmt + probe-rs 在没有 println! 的世界里做日志和调试。
  • 读 The Embedded Rust Book 把链接脚本、向量表、HAL 这套串起来。

no_std 不是"残废版 Rust"——所有权、Result、迭代器、零成本抽象一样不少。你只是把"操作系统替你做的事"重新拿回到自己手里。