語法和基本概念

Rust 的基本語法的入門并不難，如常見的基礎(chǔ)變量定義、表達(dá)式、判斷邏輯、循環(huán)邏輯、函數(shù)等基礎(chǔ)語法基本上與其他語言相似，看過一兩個代碼后就能習(xí)慣 Rust 的語法。因此基礎(chǔ)語法并不會有太多障礙。熟悉基礎(chǔ)語法后就能編寫一些簡單命令工具、數(shù)據(jù)處理工具等，甚至基于一些開源GUI框架編寫一些GUI應(yīng)用。

對于 Rust 高級的知識，如范型、異步、生命周期等概念則需要去深入理解。Rust 的學(xué)習(xí)曲線因人而異，不同背景的人對于 Rust 語言的一些概念理解接受速度不同。比如

• C 語言背景，對堆、棧、生命周期的概念理解可能比較快，但對范型、范式編程、異步Future、零成本抽象等概念理解就稍微難。
• 對于Java：對 trait，范型、錯誤處理、并發(fā)編程的理解比較快，而對堆棧概念理解較弱
• 對于Python來說，模塊化編程、類概念有優(yōu)勢。

陳天老師有個總結(jié) Rust 學(xué)習(xí)曲線圖，可以看出 Rust 從入門到精通需要經(jīng)過三個奔潰時刻，在學(xué)習(xí)的過程中會發(fā)現(xiàn)對 Rust 的掌握不深，不要擔(dān)心，在嵌入式 Rust 開發(fā)中，通常不會要求完全掌握這些 Rust 技能，在日常學(xué)習(xí)中，通過與編譯器不斷斗爭中，會慢慢加深對這些概念的理解，直至豁然開朗。

Rust 學(xué)習(xí)之路

單片機外設(shè)使用

在熟悉 Rust 基礎(chǔ)語法后，理解一些常用庫的的使用、常用開源 crate 的功能后，就可以開始入門單片機的外設(shè)開發(fā)。

由于目前嵌入式 Rust的生態(tài)并不太豐富，大多數(shù)的芯片公司僅提供傳統(tǒng)的 C 版本的外設(shè)庫，可喜的是，目前仍然有一些常見的單片機已經(jīng)提供了 Rust 的外設(shè)庫，如 STM32、ESP32、GD32、NRF52XX 等。如果你喜歡的單片機沒有提供 Rust 外設(shè)庫，也不用擔(dān)心，可以自己編寫一些外設(shè)庫，甚至也能使用寄存器級別的開發(fā)（請放心，哪怕是寄存器級別的開發(fā)，也能保證一定安全和高效， 比同等級別的 C 寄存器級的開發(fā)簡單更多）。

個人建議可以從已經(jīng)支持的 Rust 外設(shè)庫的單片機入門，如NRF52840、STM32、rp2040等。通過調(diào)用廠商提供的外設(shè)庫接口，快速熟悉 Rust 的編程風(fēng)格、API風(fēng)格，感受與 C 嵌入式編程的差異。

在拿到單片機開發(fā)板后，快速根據(jù)庫文檔搭建編譯和下載環(huán)境，然后打印hello world、點亮 led 燈。這些 Rust 例程跑起來的難度也許比C的例程更加低， 還算比較新手友好。在這個階段的學(xué)習(xí)中，你會發(fā)現(xiàn) Rust 外設(shè)驅(qū)動庫的實現(xiàn)方式與C相差非常大，甚至你有很多疑問，不太明白為什么驅(qū)動要這樣設(shè)計，不明白不用太焦慮， 這一階段你只要能了解外設(shè)接口怎么使用即可，能讓各個外設(shè)正常的工作起來。

在下一個階段中，你需要去了解pac(外設(shè)訪問控制接口)的使用，制作原理、可以嘗試自己利用 svd2rust 工具自己制作一個單片機的 pac crate。然后自己嘗試通過 pac crate 接口來讀寫芯片的寄存器。然后可以了解單片機是怎么從復(fù)位后運行到 Rust 的 main函數(shù)，具體你需要去閱讀 cortex-m-rt和 cortex-m。你會發(fā)現(xiàn) Rust 的啟動過程竟然與C如此相似，但讓一個單片機能運行起來更加簡單。如果你很細(xì)心，你會繼續(xù)探究 build.rs 代碼的功能和編寫邏輯，發(fā)現(xiàn) Rust 工具的奧秘，從而能基于這些知識來開啟下一個階段。

在第三個階段中，你可以嘗試自己去編寫一些芯片的 Rust 外設(shè)驅(qū)動庫，如果國產(chǎn)的一些芯片，先模仿NRF52840、ESP32、STM32等芯片的庫，再次感受驅(qū)動設(shè)計的思想。開始可以基于一些簡單的芯片，如 Cortex-M0 內(nèi)核的芯片，方便快速完成整個芯片驅(qū)動庫的編寫。最后將你編寫的Rust 外設(shè)庫開源出去，通過大家的意見、不斷改善和優(yōu)化，

生態(tài)

很多人對 Rust 嵌入式的生態(tài)持較悲觀的態(tài)度，認(rèn)為 Rust 目前沒有太多的輪子，需要自己去造。然后我個人在兩年的 Rust 嵌入式開發(fā)中感受到，目前 Rust 的生態(tài)已經(jīng)足夠大部分的工程實踐了。在crate.io 上有大量優(yōu)秀的開源 crate 能被工程中所使用。一些單片機的外設(shè)庫、傳感器驅(qū)動庫、LCD驅(qū)動、圖形顯示框架、IIC/SPI/UART 通信驅(qū)動、操作系統(tǒng)等都有比較好的開源 crate， 且質(zhì)量還不錯, 加上 Rust 官方對嵌入式的支持，開放了一些抽象庫，讓驅(qū)動移植變得非常簡單便捷，例如傳感器庫能輕松的在不同單片機中使用。

另外對于書籍文檔類資源，Rust 嵌入式也開始有很多詳細(xì)的公開資料，如ESP32 的 rust 資料非常詳細(xì)，足以支撐 Rust 嵌入式的學(xué)習(xí)和開發(fā)了。

總結(jié)

對于這些挑戰(zhàn)，其實跨越他們并不困難，一定要有信心去面對，同時也要適當(dāng)放下困難、不要力圖一下理解某些概念，要講究循序而漸進(jìn)，自然豁然而開朗。

附錄

svd2rust

awesome-embedded-rust

cortex_m_quickstart

Embedded Rust on Espressif