一般我们使用 Rust 编写的代码已经由 Rust 工具链帮我们构建好了代码所需要的操作系统下的运行环境，但在编写裸机代码的话，由于没有操作系统支持，按照我们平时的写法是行不通的，这里将简单介绍如何使用 Rust 编写 Risc-V 裸机代码。

环境与工具链

我们要编译成的目标平台是 Risc-V，但是我们编写的代码的平台可能不是，也许是 x84、ARM等，像这种编译成其他平台叫做交叉编译。在这之前，我们需要安装一些组件。

target

使用命令

rustup target list

能够查看 Rust 支持的目标平台，你能够看到输出的列表，以我们要编译的 Risc-V 64 位目标平台为例：riscv64gc-unknown-none-elf，这种格式被一个横杠分隔成四个部分（一般来说是三个部分，架构和厂家是一个部分，但是为什么三个部分被分成了四个？）：

  • 架构
  • 厂商
  • 操作系统
  • 环境

以上面为例就是：架构为 riscv64gc（Risc-V 64 位，g 代表通用指令集扩展，支持整数、浮点、乘除法等功能，c 代表精简指令），厂家无，裸机环境，生成的文件为 ELF。

确定好目标平台后，使用命令安装：

rustup target add riscv64gc-unknown-none-elf

component

我们继续安装其他所需要的组件：

rustup component add llvm-tools-preview

链接器

如果说在我们的裸机代码中需要链接一些在链接器中定义的符号，就需要指定我们的链接器脚本。

在项目根目录下创建文件 .cargo/config.toml，输入以下内容：

# .cargo/config.toml

[build]
target = "riscv64gc-unknown-none-elf"

[target.riscv64gc-unknown-none-elf]
rustflags = ["-Clink-arg=-Tsrc/linker.ld", "-Cforce-frame-pointers=yes"]

其中 [build] 中指定了编译的目标平台，[target.riscv64gc-unknown-none-elf] 中的 rustflags 指定了链接器脚本： src/linker.ld

如果你不需要的话这个可以忽略。

构建代码

环境准备好了，但是在正式编写我们的第一句代码之前还要写一些代码。

no_std

Rust 为我们提供了 std 标准库，但是在裸机环境下无法使用标准库，如果此时编译的话编译器抱怨：can't find crate for "std"，所以需要告诉编译器我们不使用标准库。

在 main 文件顶部写：

#![no_std]

此时就不会出现找不到标准库的错误了，但同时我们也无法使用任何标准库提供的功能，比如 println!。

no_main

在裸机中 main 函数不在成为我们编写代码的入口，因为在 main 函数执行之前实际上是有一个 _start 函数作为程序真正的入口用于初始化等工作，这一步编译器和操作系统帮我们做完了，但在裸机中没有操作系统，所以我们实际上会直接在 _start 这个真正的入口里编写代码。

所以我们要告诉编译器不再使用 main 函数作为入口，并提供一个 _start 函数作为入口，在 main 文件里写：

// src/main.rs

#![no_main]

#[no_mangle]
pub extern "C" fn _start() -> ! {
	loop {}
}

#![no_main] 告诉编译器不使用 main 函数作为入口。然后我们提供了一个 _start 函数，这个函数名是大多数系统的约定，会将这个符号作为入口。我们在 _start 函数上指定了 宏 #[no_mangle]，用于告诉编译器不要对它命名重整，这样 _start 函数编译出来的符号就是 _start，如果没有这个宏， _start 函数编译出来的符号会大变样，而找不到 _start 符号作为入口。

panic_handler

Rust 编译器会要你提供一个错误处理函数，这个函数会在 panic 的时候被使用，我们直接在 main 文件下写：

// src/main.rs

use core::panic::PanicInfo;

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

到这里，我们的代码应能编译通过了，你可以在 _start 里编写你的 Risc-V 的裸机代码了。