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 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 实现具体引导流程的解决方案。 目录 功 能 的 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

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 11.2. 控制测试如何运行 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 12.5. 处理环境变量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 13.1. 闭包：可以捕获其环境的匿名函数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

版本管理工具 .............................................................................. 15 1.4 rust 编译运行 .............................................................................. 16 第二章 Rust 基本语法 ................................................................................. 61 6.1.2 闭包捕获周围环境的方式 ....................................................... 62 6.1.3 函数指针........................ 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。

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

“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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 第 16 章 附录 369 16.1 编程环境安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 16.2 一起参与创作 . . . 0.1 关于本书 本项目旨在创建一本开源、免费、对新手友好的数据结构与算法入门教程。 ‧ 全书采用动画图解，结构化地讲解数据结构与算法知识，内容清晰易懂，学习曲线平滑。 ‧ 算法源代码皆可一键运行，支持 Python、C++、Java、C#、Go、Swift、JavaScript、TypeScript、Dart、 Rust、C 和 Zig 等语言。 ‧ 鼓励读者在线上章节评论区互帮互助、

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

WebAssembly 简介 WebAssembly(简称 Wasm)是一种新的编译目标,帮助在 web 中运行高性能应用。它是一种低级语言,设计为编 译器目标，以在 web 浏览器中高效运行。 WebAssembly 介绍 WebAssembly 代码可以以接近原生的速度 运行,且具有很小的二进制大小和快速加 载速度。 # 高性能 WebAssembly 最初由 Mozilla、Google、 Chrome、Firefox、Safari 和 Edge。 # 标准稳定 # 多语言支持 WebAssembly 设计为安全地嵌入到网页 中。它提供一种沙箱环境,禁止直接访问 浏览器功能或用户数据。而是需要通过 host function 来访问宿主环境。 # 安全性 现在多种语言都有编译器支持 WebAssembly,如 C/C++、Rust、Go、Zig 等。 WebAssembly 简介 WASI）,它定义了一组 WASM 模块可以调用的系统调用接口。WASI 的目的是让 WASM 模块可以访问底层系统的功能，比如文件系统、网络等。这使得 WASM 可以作为一个更广泛的 运行时,不仅仅局限于浏览器环境。WASI 当前定义了一组 POSIX 兼容的系统调用,让 WASM 模块可以访问文件系 统。未来 WASI 还会加入更多系统接口,为 WASM 提供更广泛的系统访问能力。 WebAssembly

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 Scope 内的子线程任务完成  子线程执行的闭包中可以捕获 Scope 外的变 量 AsyncScope  将 std 库中 thread scope 的思想异步化  在同步环境阻塞等待子异步任务完成，在异步 环境异步等待子异步任务完成  优先级继承：子任务默认继承父任务优先级， 也可使用 detached 模式指定其他优先级  任务取消：取消父任务，也将取消所有子任务 性能 Performance