[MCU] 【平头哥Sipeed LicheeRV 86 Panel测评】使用新兴编程语言Rust开发RISCV裸机编程

mars4zhu 2022-4-19 09:18 楼主

使用新兴编程语言Rust开发RISCV裸机编程

1. 前言 1

2. 搭建Rust语言开发环境 1

1.1 安装Rustup和cargo环境 1

1.2 安装Riscv64嵌入式编程目标 1

3. 最简单rust嵌入式程序的构建和代码修改 2

4. Rust程序的编译、调试下载和运行 3

前言

Rust语言的运行效率高、开发效率好、适用范围广。作为一门编译型语言，它直接编译输出到汇编代码，通常公认裸机的Rust语言性能在C语言级别，拥有较高的运行效率。Rust语言的开发效率很高，文档完善、编译器提示有帮助，能节省软件开发所需的时间。它能应用在多个平台和指令集中，这包括裸机平台；处理核、操作系统厂家还可以提供自己的编译目标，无需厂家自己重新开发、提供工具链。

本着学习至上的精神，开始学习，并在开发板上编写并运行了最简单的Rust程序代码；

搭建Rust语言开发环境
1. 安装Rustup和cargo环境

按照rust官网安装指南，使用rustup方式安装即可。网上有详细的步骤过程，我在三套系统环境里都实现rust开发环境的搭建，分别是windows原生、windows-msys2、WSL2（Windows下的linux子系统）；

从rust官网安装太慢的话，可以用中科大或者清华大学的rustup源，网上也有很多参考信息，不再赘叙。

1. 安装Riscv64嵌入式编程目标

按照如下命令添加riscv64-unknown-none-elf的target，

rustup target list

rustup target add riscv64gc-unknown-none-elf

Set PATH=%PATH%;%PATH_TO_RISCV64-UNKNOWN-ELF-GCC%

cargo install cargo-binutils

rustup component add llvm-tools-preview

cargo install cargo-generate

其中PATH_TO_RISCV64-UNKNOWN-ELF-GCC是系统安装的编译riscv64-unknown-elf-gcc的目录路径，在linux或者msys2系统中，则改为export PATH=$PATH:$PATH_TO_RISCV64-UNKNOWN-ELF-GCC

最简单rust嵌入式程序的构建和代码修改

从模板中下载构建最简单的rust程序，

cargo generate --git https://github.com/riscv-rust/riscv-rust-quickstart

然后修改如下文件：

src/main.rs

#![no_std]

#![no_main]

extern crate panic_halt;

// use hifive1::hal::prelude::*;

// use hifive1::hal::DeviceResources;

use riscv_rt::entry;

#[entry]

fn main() -> ! {

loop {}

}

cargo/config

[target.riscv64gc-unknown-none-elf]

runner = "riscv64-unknown-elf-gdb -q -x gdb_init"

rustflags = [

"-C", "link-arg=-Tmemory.x",

"-C", "link-arg=-Tlink.x",

]

[build]

target = "riscv64gc-unknown-none-elf"

memory.x

MEMORY

{

/* NOTE 1 K = 1 KiBi = 1024 bytes */

/* TODO Adjust these memory regions to match your device memory layout */

/* These values correspond to the LM3S6965, one of the few devices QEMU can emulate */

FLASH : ORIGIN = 0x00020000, LENGTH = 32K

RAM : ORIGIN = 0x00028000, LENGTH = 64K

}

REGION_ALIAS("REGION_TEXT", FLASH);

REGION_ALIAS("REGION_RODATA", FLASH);

REGION_ALIAS("REGION_DATA", RAM);

REGION_ALIAS("REGION_BSS", RAM);

REGION_ALIAS("REGION_HEAP", RAM);

REGION_ALIAS("REGION_STACK", RAM);

gdb_init

set history save on

set confirm off

set remotetimeout 240

# 修改为T-Head DebugServer的gdb端口号：

target extended-remote :1025

set print asm-demangle on

monitor reset halt

load

continue

# quit

Rust程序的编译、调试下载和运行

输入以下命令，即可完成编译、调试、下载和运行；

cargo build

cargo run

下面三个图分别是在windows、msys2、WSL2-Ubuntu-20.04三个系统上的手动调试的过程截图：

不过貌似学习路径应该是先在电脑上学习Rust语法和程序结构，熟悉之后再慢慢渗透到嵌入式编程领域，我这样贸然直接在RISCV芯片上动手写Rust裸机代码，步子跨得有点大，连LED-Blinky点灯程序或者UART输出“HelloWorld”都有点困难；

全志的这颗RISCV64芯片，是这段时间最便宜实惠的RISCV64架构能运行Linux系统的SoC，然后网上有很多利用D1芯片做教学，如“挪威科技大学使用全志D1哪吒开发板开设操作系统课程”，公开课件——Porting the xv6 OS to the Nezha D1 RISC-V Board.pdf；