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https://github.com/DaviRain-Su/rust-no-std-source

About Rust no std sources
https://github.com/DaviRain-Su/rust-no-std-source

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About Rust no std sources

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README 

        
# rust-no-std-source

> About Rust no std sources



# 题目: 改写std的库为支持no_std的库及写出一个支持std和no_std库的经验谈



>首先简单介绍std和no_std的区别，  

然后介绍使用no_std库方式， 由于支持no_std的特性有两种不同的方式，

因此使用no_std库也有两种方式。

如何验证一个库是否支持no_std特性的验证方式，

如何改写一个std库为支持std和no_std的特性的方法。

具体的如何写一个支持std和no_std的库。

一些在std和no_std下都可以使用的primitive的仓库和相关的资源和文章。



# 目录



- std和no_std的区别

- Rust中使用no_std库的两种方式

- 验证一个库是否支持no_std特性的验证方式

- 具体的写一个支持std和no_std的库

- 一些no_std和std可以使用primitive类型的仓库和相关资源的文章



## 1. std 和 no_std 的区别



> ### 核心库

>

> Rust语言的语法由核心库和标准库共同提供。

> 其中Rust核心库是标准库的基础。核心库中定义的是Rust语言的核心，不依赖于操作系统和网络等相关的库，甚至不知道堆分配，也不提供并发和I/O

>

> 可以通过在模块顶部引入#![no_std]来使用核心库。核心库和标准库的功能有一些重复，包括如下部分：

> - 基础的trait，如Copy、Debug、Display、Option等。

> - 基本原始类型，如bool、char、i8/u8、i16/u16、i32/u32、i64/u64、isize/usize、f32/f64、str、array、slice、tuple、pointer等。

> - 常用功能型数据类型，满足常见的功能性需求，如String、Vec、HashMap、Rc、Arc、Box等。

> - 常用的宏定义，如println！、assert！、panic！、vec！等。

> 做嵌入式应用开发的时候，核心库是必需的。

>

> ### 标准库

>

> Rust标准库提供应用程序开发所需要的基础和跨平台支持。标准库包含的内容大概如下：

> - 与核心库一样的基本trait、原始数据类型、功能型数据类型和常用宏等，以及与核心库几乎完全一致的API。

> - 并发、I/O和运行时。例如线程模块、用于消息传递的通道类型、Sync trait等并发模块，文件、TCP、UDP、管道、套接字等常见I/O。

> - 平台抽象。os模块提供了许多与操作环境交互的基本功能，包括程序参数、环境变量和目录导航；路径模块封装了处理文件路径的平台特定规则。

> - 底层操作接口，比如 std：：mem、std：：ptr、std：：intrinsics 等，操作内存、指针、调用编译器固有函数。

> - 可选和错误处理类型Option和Result，以及各种迭代器等。



[引用自The Embedonomicon](https://docs.rust-embedded.org/embedonomicon/smallest-no-std.html)

`#![no_std]`是一个crate level 级别的属性，

表示该core crate将链接到core crate而不是std crate，

但这对应用程序来说意味着什么呢？



std crate是Rust的标准库。

它包含的功能假定程序将在操作系统上运行，

而不是直接在裸系统上运行。

std还假定操作系统是一个通用的操作系统，

就像人们在服务器和台式机上看到的那样。

出于这个原因，std为通常在这类操作系统中发现的功能提供了一个标准的API: 线程、文件、套接字、文件系统、进程等等。



另一方面，core crate是std crate 的一个子集，

对程序运行的系统不做任何假设。

因此，它提供了基本语言的API，如浮点、字符串和切片，

以及暴露处理器特性的API，如原子操作和SIMD指令。

然而，它缺乏涉及堆内存分配和I/O的任何API。



对于一个应用程序来说，

std所做的不仅仅是提供一种访问操作系统抽象的方式，

std还负责设置堆栈溢出保护，处理命令行参数，

以及在程序的主函数被调用之前生成主线程。

一个`#![no_std]`应用程序缺乏所有这些标准的运行时间，

所以它必须初始化自己的运行时间，如果需要的话。



由于这些特性，`#![no_std]`应用程序可以是第一个和/或唯一在系统上运行的代码。它可以成为许多标准的Rust应用程序所不可能成为的东西，例如。

- 操作系统的内核。

- 固件。

- 引导器。



## 2. Rust中no_std的一些使用方法



参见4: 具体的写一个no_std的库



实例:[serde no-std的使用规范](https://serde.rs/no-std.html)



## 3. 验证一个库是否支持no_std的验证方式



`

cargo check --target wasm32-unknown-unknown

`



但是wasm环境不一定就是no_std，或者别的编译目标也可以，也就是裸露的编译目标环境不带有任何系统的环境。



参考文档: [使用Rust编写操作系统（一）：独立式可执行程序](https://zhuanlan.zhihu.com/p/53064186)



## 4. 具体的写一个no_std的库



### 创建一个no_std库的第一种方式 (使用#![no_std])



使用#![no_std]的话，默认的就是这个库是在no_std环境下的，然而又因为no_std下的库

一般来说都是核心库，而核心库又是标准库的子集，所以声明#![no_std]写出来的库，也可以在

std（标准库环境）下使用。



1. [创建一个仓库](https://github.com/DaviRain-Su/rust-no-std-source/commit/cd90f28855cfe794c235976bb58c1c5ecb8c7fa9)



2. [使用#![no_std]将这个仓库中的函数能支持在no_std和std下使用](https://github.com/DaviRain-Su/rust-no-std-source/commit/d3c05920865a44ab7cbaf82a72f21c7b6b8beeb0)



3. [开始添加一个函数编译报错commit 1](https://github.com/DaviRain-Su/rust-no-std-source/commit/8bcd0b909ee116d3dc9c6464c2548e1c008d672e)



4. [修复错误commit 2](https://github.com/DaviRain-Su/rust-no-std-source/commit/ae94f9cf147b7ce37632cb4e9c36e20c5135b3ad)



### 创建no_std库的第二种方式(使用#![cfg_attr(not(feature = "std"), no_std))



1. [创建一个仓库](https://github.com/DaviRain-Su/rust-no-std-source/commit/8cfd063be536028d9f8cfe1c7c04f16765825f8c)

2. [使用#![cfg_attr(not(feature = "std"), no_std)]](https://github.com/DaviRain-Su/rust-no-std-source/commit/aa09b0d2e2807d788564aea5fa4fc8cbfc760043)

3. [添加的一些函数和测试](https://github.com/DaviRain-Su/rust-no-std-source/commit/aa09b0d2e2807d788564aea5fa4fc8cbfc760043)



## 5 使一些不能在no_std环境下运行的仓库也能在no_std下支持



[相关的Pr,使ics23支持no_std](https://github.com/confio/ics23/pull/41)



[有些代码也在no_std写测试很难。因为这里做了编译选择处理](https://github.com/confio/ics23/pull/41/commits/dac5c3d0fc368e0b92c4a4804b6787bd1c3fb168)



## 6. 一些no_std和std可以使用的primite类型仓库



- [sp-std](https://github.com/paritytech/substrate/tree/master/primitives/std)

- [rust Alloc crate](https://doc.rust-lang.org/alloc/index.html)

- [rust Core crate](https://doc.rust-lang.org/core/index.html)



## 7, pallet-node-template 可以测试是否支持no_std特性

- [pallet-node-template](https://github.com/DaviRain-Su/pallet-node-template)



## 引用



[rust编程之道核心库和标准库的介绍](https://weread.qq.com/web/reader/0303203071848774030b9d6k9bf32f301f9bf31c7ff0a60)



[rust embeded book](https://docs.rust-embedded.org/book/intro/no-std.html)



[扩展no_std crate的最佳实践](https://users.rust-lang.org/t/best-practice-of-extending-a-no-std-crate/12281/5)



[Rust API guidelines](https://github.com/rust-lang/api-guidelines)



[Rust API Guidelines Naming](https://rust-lang.github.io/api-guidelines/naming.html#c-feature)



[serde no-std的使用规范](https://serde.rs/no-std.html)



[awesome-embedded-rust#no-std-crates](https://github.com/rust-embedded/awesome-embedded-rust#no-std-crates)



[no standard library](https://crates.io/categories/no-std)



[serde使用的第二种方式](https://github.com/serde-rs/serde/blob/master/serde/src/lib.rs#L113-L193)



[Rust RFC Book no_std](https://rust-lang.github.io/rfcs/1184-stabilize-no_std.html)



[Rust no-std DAQ](https://justjjy.com/Rust-no-std)



[testing-for-no-std-compatibility](https://blog.dbrgn.ch/2019/12/24/testing-for-no-std-compatibility/)