基于RUST的树莓派Raspberry 4的bare metal体验
最近看了几个讲Bare Metal的文章，看老外在Raspberry搞得风生水起，也手痒用RUST倒腾了下。。。
参考链接，拿来主义最快，主要基于下面几个链接：
基于RUST的树莓派3的Bare Metal
基于C的树莓派4的Bare Metal
基于RUST的RISC-V的OS
树莓派4B的CPU BCM2711 Datasheet
整体其实没什么难度，最主要的是环境配置。然后照着老外的代码改一改就能跑了，目前只试了试串口。
环境配置
基本上参考基于C的树莓派4的Bare Metal 一文来配置即可。
因为我用的是MacOS，所以额外的在使用FTDI的串口的时候，还需要重新倒腾一下驱动，参考老外的经验，重新安装即可。
RUST版本需要使用最新的版本，因为最新的tock-registers库，需要使用最新的RUST，否则编译不过。(懒得查版本号了，有兴趣看tock-registers的具体描述)
建议先使用基于C的树莓派4的Bare Metal的代码，编译出来一个kernel8.img放到树莓派上进行基本的串口验证。。。。我就是因为本来系统不对被坑了半天，重新烧录了树莓派的版本后才正常。。。。btw：macos烧录树莓派的方法见： macos烧录树莓派
文件组织
Project的文件结构如下：
大致的每个文件的功能记录如下：
.cargo/config文件
Rust的cargo new不会创建该文件，我也不知道是哪个命令创建的，我是手动自行创建的该文件，该文件中主要是要指定编译的target的CPU体系结构，以及指定link description的文件位置, BCM2711是arm 64的架构，所以要用aarch64作为target，ld文件在src目录下名为linker.ld。 另外一个frame-pointers不晓得啥意思，没查。。。>_<。
[build]
target = "aarch64-unknown-none"
[target.aarch64-unknown-none]
rustflags = [
"-Clink-arg=-Tsrc/linker.ld", "-Cforce-frame-pointers=yes"
]
raspi4_boot目录
该目录用来引导raspberry 4的启动，里面保存了一段用于启动的汇编，以及跳转到rust的世界的函数。
raspi4_boot/src/boot_cores.S
抄的。
直接拿基于C的树莓派4的Bare Metal的。其中主要是几个汇编指令，用于启动core 0并跳转到rust的reset函数去执行，其他的几个core都挂起。稍微翻一下ARM的手册理解问题不大。。。。自己写还是算了，汇编无能。。。>_<
raspi4_boot/src/lib.rs
抄的。
直接拿的基于RUST的树莓派3的Bare Metal中miniUart的代码，其中定义了一个entry的宏，用于暴露给OS来指定入口函数。reset函数则是通过boot_cores.S来调用的。
最后用global_asm来调用boot_cores.S中的汇编指令。
raspi4_boot/src/Cargo.toml
指定raspi4_boot使用的crate。。。其实目前cortex_a没用到。。。我也还没仔细看过这个库。回头学习一下。
src目录
Bare Metal的主逻辑。
gpio.rs
用基于RUST的树莓派3的Bare Metal中miniUart的部分，参考基于C的树莓派4的Bare Metal的代码逻辑和树莓派4B的CPU BCM2711 Datasheet，对几个寄存器做了修改，主要是描述串口中使用到的几个GPIO的配置，其实也就是GPIO14 和GPIO15.
tock-registers这个库的bit fields做的挺好用的，相对于C，省了不少的功夫。
linker.ld
抄的。
直接拿基于C的树莓派4的Bare Metal的。用来指定编译的内存分配。。。link description的语法看一次头疼一次。。。能抄就抄吧~~~
main.rs
额。逻辑比较简单。
一是定义了panic的处理，这玩意不定义，rust编译器不让你过。
二是kernel_entry的入口函数，里面初始化了uart，然后在屏幕上输出"Hello Steven"，然后进入无限循环，串口每收到一个字符，都打印到屏幕上。
uart.rs
串口的寄存器定义，参考树莓派4B的CPU BCM2711 Datasheet的Chapter 2.
代码的主体逻辑抄的基于RUST的树莓派3的Bare Metal和
基于C的树莓派4的Bare Metal，raspberry3的初始化还需要有150个nop操作，raspberry4不需要了，不过初始化的寄存器操作跟3比起来略有变化。
Cargo.toml文件
指定raspi4_boot的位置，raspi4_boot是作为一个lib被使用的。
指定使用的tock-registers的版本。
Makefile文件
马马虎虎写的makefile，不想改了。。。最烦makefile文件的破语法了。
直接把Cargo build生成的文件，通过rust-objcopy输出成aarch64的bin然后改名成kernel8.img文件即可给Raspberry使用了。
效果图
超级简单。。。。
其实整体没什么难度，只是一个引导和配置寄存器的过程。。。
只不过需要注意Datasheet的坑>_< （我觉得还是直接抄Demo代码的逻辑最靠谱）：
代码
我的github
其他的外设等有空再照着基于C的树莓派4的Bare Metal抄抄改改。。。。