第三届中国Rust开发者大会 组件化驱动、ROM运行环境与RustSBI 洛佳 华中科技大学 网络空间安全学院 2023年6月 本次演讲…… 关于我…… • 笔名洛佳 • 华中科技大学网络空间安全学院研一 在读（导师：周威老师） • 研究方向：物联网安全、系统安全 • 热爱开源，乐于尝试新技术 • RustSBI项目维护者 • 致力于向科研、教学和产业界推广 Rust语言 基地址结合，高灵活性；一次开发，同时 复用于嵌入式、固件和内核中。 # 组件化驱动 合理利用嵌入式、桌面和服务器芯片片内 ROM代码，构造零开销的运行环境。进一 步地，可完成安全引导、安全镜像分发和 通常的嵌入式开发等功能。 # ROM运行环境 # 2023年的RustSBI 作为RISC-V SBI固件的RustSBI，2023年 将与UEFI、LinuxBoot擦出火花。在驱 动、环境和SBI接口的基础上，提供快速 外 设 结 构 联合所有权、泛型等，暴露外设所有功能 外 设 及 其 寄 存 器 表 示 封装寄存器、位域表示和数据结构 分享性外设：以GPIO为例 • 从前级环境获取所有权，如从ROM 运行环境的#[entry]获得； • 配置GPIO状态后，只有对应外设类 型允许的操作函数能通过编译，否则 拒绝编译，避免不安全行为； • 开源标准抽象的功能，使用抽象规定 的调用方法。本芯片外设专属的功能

Rustpkg ... Cargo v0.0 ... v0.2 ... v0.10 系统编程+零运行时+内存安全 系统编程+零运行时+内存安全 （应用领域） （运行效率） （系统安全） 系统编程 Systems Programming 系统编程+零运行时+内存安全 System programming • The programmer will make 你能买最新硬件，对手也能，无助于提升竞争力 物联网 • 需要大批量部署，必须控制硬件成本 • 受限于成本控制，硬件性能不强 • 受限于电池供电，功耗不能高 这就要求系统和应用软件要高效利用硬件 程序运行在VM上，或后台跑GC 白白浪费了宝贵的CPU和内存资源 Rust在系统编程领域 面临极其强大的竞争对手 嵌入式 C/Rust 系统编程 C/C++/C++1x/Rust Web开发 Java/Php/Python/Js 现代C++被普遍视为全新的语言 现代C++尚在进化革新之中…… Rust V.S. 传统C/C++ • C/C++有很强的控制性、很弱的安全性 • Rust同时拥有很强的控制性和很强的安全性 • Rust和C/C++一样：运行效率很高，无GC无VM Java/Python/Ruby Rust Haskell 安全性 控制性 C/C++ Rust V.S. 现代C++ (1x) • 都是对传统C++语言的革新

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 11.2. 控制测试如何运行 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 将智能指针当作常规引用处理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326 15.3. 使用 Drop Trait 运行清理代码 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 16.1. 使用线程同时地运行代码 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

的场景。具有非常强大的生 态。 tokio 第一个适配 Rust async/await 原语 的运行时库，与 tokio 类似支持异步 IO ，目前已经半废弃 async-std 更轻量化的调度框架，功能被拆分 到其他多个库中， IO 密集场景性 能不如 Tokio smol Rayon 并非异步运行时。它通过同步 多线程模型提供了并行迭代器功能， 适用于处理 CPU 密集型计算任务 rayon 一核可以绑定多线程，每个线程拥有一个 Worker ，每个 Worker 拥有一个任务队列 • 但线程拥有相同优先级 • Worker 只持有一个本地 FIFO 队列 移动端诉求：优先级 • 任务区分优先级： UI 显示 vs 后台下载 • 大小核调度 Incompatibility of the third party Runtime with Mobile 现有框架无法完美适配移动端（二） 移动端诉求：易用性 • IO

可以使用并依赖 与它们。 在餐饮业，餐馆中会有一些地方被称之为 前台（front of house），还有另外一些地方被称之为 后台（back of house）。前台是招待顾客的地方，在这里，店主可以为顾客安排座位，服务员 接受顾客下单和付款，调酒师会制作饮品。后台则是由厨师工作的厨房，洗碗工的工作地点， 以及经理做行政工作的地方组成。 145/600 Rust 程序设计语言 简体中文版 父模块中的项不能使用子模块中的私有项，但是子模块中的项可以使用它们父模块中的项。这 是因为子模块封装并隐藏了它们的实现详情，但是子模块可以看到它们定义的上下文。继续拿 餐馆作比喻，把私有性规则想象成餐馆的后台办公室：餐馆内的事务对餐厅顾客来说是不可知 的，但办公室经理可以洞悉其经营的餐厅并在其中做任何事情。 Rust 选择以这种方式来实现模块系统功能，因此默认隐藏内部实现细节。这样一来，你就知 道可以 restaurant::hosting::add_to_waitlist 。 当你代码的内部结构与调用你代码的程序员所想象的结构不同时，重导出会很有用。例如，在 这个餐馆的比喻中，经营餐馆的人会想到“前台”和“后台”。但顾客在光顾一家餐馆时，可能不 会以这些术语来考虑餐馆的各个部分。使用 pub use ，我们可以使用一种结构编写代码，却将 不同的结构形式暴露出来。这样做使我们的库井井有条，也使开发这个库的程序员和调用这个

2.2 本培训中的代码示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.3 使用 Cargo 在本地运行代码 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 I 第一天：上午 20 3 欢迎来到第一天 21 4 Hello, World 并能够坐下来使用笔记本电脑。特别地，讲师需要进行大量的现场编码工作，因此讲台是不需要的。 4. 课程当天，请提早到教室进行准备。建议直接在笔记本电脑上运行 mdbook serve 来演示课程内 容（请参阅安装说明）。这样可以确保在更换页面时不会出现延迟，演示效果更好。使用笔记本运行还 可以在发现错别字时及时更正。 5. 让学员自己或以小组为单位解决练习问题。通常在上午和下午各安排 30-45 分钟的练习时间（包括 bp 文件。 确保 adb sync 适用于你的模拟器或实际设备，并使用 src/android/build_all.sh 预构建所有 Android 示例。请阅读脚本，查看它所运行的命令，并确保这些命令能在你手动运行时正确执行。 Chromium 中的 Rust 深入探究 Chromium 中的 Rust 课程为期半天，旨在介绍 Chromium 浏览器中 Rust 的使用。课程内容 包括在

版本管理工具 .............................................................................. 15 1.4 rust 编译运行 .............................................................................. 16 第二章 Rust 基本语法 掌握的基础知识，并且重新调整了目录结构。 我个人对 Rust 语言设计的看法主要是：重大创新，却又博采众长。 Rust 为了解决内存安全问题重新设计了类型系统，提出了所有权的概念，同时 为了能够解决当前大多数语言无法检测到的运行时错误，rust 创造性地设计了 无畏并发。Rust 借鉴了很多优秀语言的设计理念，以及快速迭代的社区，这些 都是 Rust 受到赞赏的重要因素。 Rust 是一门系统级编程语言，被设计为保证内存和线程安全，并防止段错误。 的友好、精良 的工具。想要 “深入” 底层控制的程序员可以使用 Rust，无需冒着常见的崩 溃或安全漏洞的风险，也无需学习时常改变的工具链的最新知识。其语言本身 更是被设计为自然而然的引导你编写出在运行速度和内存使用上都十分高效的 可靠代码。 参考： https://rustcc.gitbooks.io/rustprimer/content/ 《RustPrimer》 https://kaisery

注意力”，我会竭尽所能，投入最大的“注意力” 来完成本书的创作。 本人自知学疏才浅，书中内容虽然已经过一段时间的打磨，但一定仍有许多错误，恳请各位老师和同学批评 指正。 本书中的代码附有可一键运行的源文件，托管于 github.com/krahets/hello‑algo 仓库。 动画在 PDF 内的展示效果受限，可访问 www.hello‑algo.com 网页版以获得更优的阅读体验。 事实上，在计算机问世之前，算法和数据结构就已经存在于世界的各个角落。早期的算法相对简单，例如古 代的计数方法和工具制作步骤等。随着文明的进步，算法逐渐变得更加精细和复杂。从巧夺天工的匠人技艺、 到解放生产力的工业产品、再到宇宙运行的科学规律，几乎每一件平凡或令人惊叹的事物背后，都隐藏着精 妙的算法思想。 同样，数据结构无处不在：大到社会网络，小到地铁线路，许多系统都可以建模为“图”；大到一个国家，小 到一个家庭，社会的 到一个家庭，社会的主要组织形式呈现出“树”的特征；冬天的衣服就像“栈”，最先穿上的最后才能脱下； 羽毛球筒则如同“队列”，一端放入、另一端取出；字典就像一个“哈希表”，能够快速查找目标词条。 本书旨在通过清晰易懂的动画图解和可运行的代码示例，使读者理解算法和数据结构的核心概念，并能够通 过编程来实现它们。在此基础上，本书致力于揭示算法在复杂世界中的生动体现，展现算法之美。希望本书 能够帮助到你！ i 目 录 第 0

注意力”，我会竭尽所能，投入最大的“注意力” 来完成本书的创作。 本人自知学疏才浅，书中内容虽然已经过一段时间的打磨，但一定仍有许多错误，恳请各位老师和同学批评 指正。 本书中的代码附有可一键运行的源文件，托管于 github.com/krahets/hello‑algo 仓库。 动画在 PDF 内的展示效果受限，可访问 hello‑algo.com 网页版以获得更优的阅读体验。 推荐语 事实上，在计算机问世之前，算法和数据结构就已经存在于世界的各个角落。早期的算法相对简单，例如古 代的计数方法和工具制作步骤等。随着文明的进步，算法逐渐变得更加精细和复杂。从巧夺天工的匠人技艺、 到解放生产力的工业产品、再到宇宙运行的科学规律，几乎每一件平凡或令人惊叹的事物背后，都隐藏着精 妙的算法思想。 同样，数据结构无处不在：大到社会网络，小到地铁线路，许多系统都可以建模为“图”；大到一个国家，小 到一个家庭，社会的 到一个家庭，社会的主要组织形式呈现出“树”的特征；冬天的衣服就像“栈”，最先穿上的最后才能脱下； 羽毛球筒则如同“队列”，一端放入、另一端取出；字典就像一个“哈希表”，能够快速查找目标词条。 本书旨在通过清晰易懂的动画图解和可运行的代码示例，使读者理解算法和数据结构的核心概念，并能够通 过编程来实现它们。在此基础上，本书致力于揭示算法在复杂世界中的生动体现，展现算法之美。希望本书 能够帮助到你！ i 目 录 第 0