Windows 平台安装 Cortex-M 单片机 Rust 开发工具，配置 VS Code，编译、调试单片机程序。
安装 Rust
在 Rust 本地开发工具的基础上添加组件，以支持 Cortex-M 单片机。
这部分主要参考 Rust 离线文档/doc/rust/html/embedded-book/intro/install.html。
首先需要安装 MinGW-w64 GCC 工具链。编译单片机程序本身不需要 MinGW-w64，但是在后面的安装步骤中，安装 cargo-binutils 时需要进行本地编译。
一般是先安装 MSYS2，建议添加国内镜像源，再通过pacman安装 MinGW-w64
pacman -S mingw-w64-x86_64-toolchain
将 MinGW-w64 bin目录路径（例如msys64\mingw64\bin）加入PATH环境变量。
执行下列命令，为 Rust 增加 ARM Cortex-M 编译目标
rustup target add <target>
其中<target>有
thumbv6m-none-eabi- Cortex-M0/M0+/M1thumbv7m-none-eabi- Cortex-M3thumbv7em-none-eabi- Cortex-M4/M7，无 FPUthumbv7em-none-eabihf- Cortex-M4/M7，有 FPU
依次执行下列命令，完成 Rust 安装
cargo install cargo-binutils
rustup component add llvm-tools-preview
cargo install cargo-generate
下载并安装以下工具。这些工具都提供压缩包，解压即可
将各个工具的 bin 目录加入PATH环境变量。
至此 Rust 安装完成。我通过下面这样的一个批处理程序设置环境变量，并启动 Windows 命令行（cmd.exe）：
@echo off
set PATH=%windir%\System32
set PATH=D:\devel\rust\msys64\mingw64\bin;%PATH%
set PATH=D:\devel\arm\tools\xpack-arm-none-eabi-gcc-11.3.1-1.1\bin;%PATH%
set PATH=D:\devel\arm\tools\xpack-openocd-0.11.0-5\bin;%PATH%
set RUSTUP_HOME=D:\devel\rust\.rustup
set CARGO_HOME=D:\devel\rust\.cargo
set PATH=%CARGO_HOME%\bin;%PATH%
start cmd.exe
VS Code 新建和编译工程
这部分参考离线文档 /doc/rust/html/embedded-book/start/qemu.html。
Rust 提供了一个工程模板，github.com/rust-embedd… 。考虑到国内网络访问不和谐，我下载完整仓库 zip 包（cortex-m-quickstart-master.zip）备用。
要创建工程，将cortex-m-quickstart-master.zip解压，将文件夹名称改成工程名，例如start，加载到 VS Code 中。
强烈建议认真阅读工程目录中的 README.md 和 .vscode/README.md 文件。
接下来需要对工程目录下的一些文件进行修改。
修改Cargo.toml文件，将其中的占位符进行如下修改：
{{authors}}修改为作者姓名{{project-name}}修改为工程名，例如start
修改.cargo/config.toml文件，主要是配置默认的编译目标。我的开发板是 BBC Micro:bit v2，处理器是 nRF52833，其核心是 Cortex-M4F，因此，在[build]小节下选择target = "thumbv7em-none-eabihf"，例如
[build]
# Pick ONE of these default compilation targets
# target = "thumbv6m-none-eabi" # Cortex-M0 and Cortex-M0+
#target = "thumbv7m-none-eabi" # Cortex-M3
# target = "thumbv7em-none-eabi" # Cortex-M4 and Cortex-M7 (no FPU)
target = "thumbv7em-none-eabihf" # Cortex-M4F and Cortex-M7F (with FPU)
...
修改 memory.x 文件，此文件大体上等同于 GCC ld 的 linker script，定义目标单片机的存储器布局。对于 nRF52833，查阅其 datasheet（nRF52833_PS_v1.5.pdf）中 “Memory map”一节，将 memory.x 文件相应修改如下：
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 = 0x00000000, LENGTH = 512K
RAM : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K
}
运行 cargo build 进行编译，生成的 ELF 程序为target\thumbv7em-none-eabihf\debug\start。
VS Code 调试
在 VS Code 内进行调试需安装 “Cortex-Debug” 扩展。
修改.vscode/launch.json 文件。此文件定义调试配置，默认已存在 2 项，复制其中 Debug (OpenOCD)配置，依样画葫芦修改：
{
/* Configuration for BBC micro:bit v2 */
"type": "cortex-debug",
"request": "launch",
"name": "Debug (Micro:bit v2)",
"servertype": "openocd",
"cwd": "${workspaceRoot}",
"preLaunchTask": "Cargo Build (debug)",
"runToEntryPoint": "main",
"executable": "./target/thumbv7em-none-eabihf/debug/start",
/* Run `cargo build --example itm` and uncomment this line to run itm example */
// "executable": "./target/thumbv7em-none-eabihf/debug/examples/itm",
"device": "nrf52833",
"configFiles": [
"interface/cmsis-dap.cfg",
"target/nrf52.cfg"
],
"svdFile": "${workspaceRoot}/.vscode/nrf52833.svd",
"swoConfig": {
"enabled": true,
"cpuFrequency": 8000000,
"swoFrequency": 2000000,
"source": "probe",
"decoders": [
{ "type": "console", "label": "ITM", "port": 0 }
]
}
}
主要的修改处有：
"name": "Debug (Micro:bit v2)",- 配置的名称"executable": "./target/thumbv7em-none-eabihf/debug/start",- 编译出的程序文件名"device": "nrf52833",- 目前我任意修改"configFiles":[...]- 指定 OpenOCD 配置文件名称，具体取决于单片机/开发板"svdFile":...- 单片机的 SVD 文件
OpenOCD 配置文件取决于具体的开发板。对于 Micro:bit v2，应指定 interface/cmsis-dap.cfg 和 target/nrf52.cfg 这两个文件。
nRF52833 的 SVD 文件可从 nRF5_SDK 中找到（相对路径modules\nrfx\mdk\nrf52833.svd），将其复制到 .vscode 目录内。
切换到 VS Code 调试界面（Run and Debug），选择前面所创建的配置（Debug (Micro:bit v2)），启动调试。GDB 会自动将程序烧写到单片机。程序启动后，将自动暂停到 src/main.rs 中的 main() 函数的开头，如下图：
当然，在启动调试前，别忘了把开发板连接到电脑。对于 Micro:bit，通过 USB 数据线连接即可。Micro:bit 板载了调试器（CMSIS-DAP），同时提供 USB 虚拟串口，开发调试极其方便。
工程根目录下的openocd.cfg和openocd.gdb 主要是用于在命令行中进行 GDB 调试。如果像上面利用 VS Code GUI 调试界面，则所有配置都在 .vscode/launch.json 文件中进行，故，这两个配置文件可置之不理。
