Rust MIPS运行时库mips-rt使用指南

简介

mips-rt是一个为Rust语言提供的MIPS架构运行时库，专门用于支持MIPS架构的嵌入式开发和实时系统编程。它为Rust开发者提供了在MIPS平台上进行裸机编程和实时系统开发所需的基础设施。

主要特性

• 支持MIPS32和MIPS64架构
• 提供基本的运行时初始化
• 支持裸机环境下的中断处理
• 包含必要的编译器内置函数
• 支持MIPS平台的原子操作
• 为嵌入式系统优化

使用方法

1. 添加依赖

在项目的Cargo.toml中添加mips-rt作为依赖：

[dependencies]
mips-rt = "0.1.0"

2. 配置目标架构

在.cargo/config.toml中配置MIPS目标：

[build]
target = "mipsel-unknown-none"

3. 基本使用示例

#![no_std]
#![no_main]

use mips_rt::entry;

#[entry]
fn main() -> ! {
    // 初始化代码
    unsafe {
        // 配置硬件寄存器
        asm!("li $t0, 0x1234");
    }
    
    loop {
        // 主循环
    }
}

4. 中断处理示例

use mips_rt::interrupt;

#[interrupt]
fn timer_interrupt() {
    // 定时器中断处理代码
    unsafe {
        // 清除中断标志
        asm!("mfc0 $t0, $13");  // 读取Cause寄存器
        asm!("mtc0 $t0, $13");  // 写回Cause寄存器
    }
}

5. 链接脚本配置

创建一个memory.x文件定义内存布局：

MEMORY
{
  RAM : ORIGIN = 0x80000000, LENGTH = 64K
  FLASH : ORIGIN = 0xBFC00000, LENGTH = 512K
}

_stack_start = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM);

6. 原子操作示例

use core::sync::atomic::{AtomicU32, Ordering};

static COUNTER: AtomicU32 = AtomicU32::new(0);

fn increment_counter() {
    COUNTER.fetch_add(1, Ordering::SeqCst);
}

构建和运行

1. 安装MIPS目标支持：

rustup target add mipsel-unknown-none

1. 构建项目：

cargo build --target mipsel-unknown-none

1. 使用适当的工具链（如GNU工具链）将生成的二进制文件烧录到目标设备。

注意事项

• 确保使用支持MIPS架构的Rust工具链
• 裸机编程需要#![no_std]和#![no_main]属性
• 中断处理函数应尽可能简短
• 需要根据具体MIPS芯片调整内存布局和寄存器配置

mips-rt库为Rust在MIPS平台上的嵌入式开发提供了基础支持，开发者可以基于此构建更复杂的实时系统和嵌入式应用。

完整示例demo

以下是一个完整的MIPS嵌入式应用示例，结合了基本初始化、中断处理和原子操作：

#![no_std]
#![no_main]
#![feature(asm)]  // 启用内联汇编功能

use mips_rt::{entry, interrupt};
use core::sync::atomic::{AtomicU32, Ordering};

// 全局原子计数器
static COUNTER: AtomicU32 = AtomicU32::new(0);

// 主程序入口
#[entry]
fn main() -> ! {
    // 初始化硬件
    unsafe {
        // 配置定时器寄存器
        asm!("li $t0, 0x1000");  // 定时器初始值
        asm!("mtc0 $t0, $11");   // 写入Compare寄存器
        
        // 启用定时器中断
        asm!("mfc0 $t1, $12");   // 读取Status寄存器
        asm!("ori $t1, $t1, 0x8000");  // 设置中断使能位
        asm!("mtc0 $t1, $12");   // 写回Status寄存器
    }
    
    // 主循环
    loop {
        // 检查计数器值
        let count = COUNTER.load(Ordering::Relaxed);
        
        // 如果计数器达到特定值，执行操作
        if count >= 10 {
            unsafe {
                // 重置计数器并执行某些操作
                COUNTER.store(0, Ordering::Relaxed);
                asm!("li $t2, 0x55AA");  // 示例操作
            }
        }
    }
}

// 定时器中断处理函数
#[interrupt]
fn timer_interrupt() {
    // 增加计数器
    COUNTER.fetch_add(1, Ordering::SeqCst);
    
    // 清除中断标志
    unsafe {
        asm!("mfc0 $t0, $13");  // 读取Cause寄存器
        asm!("mtc0 $t0, $13");  // 写回Cause寄存器
    }
}

对应的memory.x链接脚本：

MEMORY
{
  RAM : ORIGIN = 0x80000000, LENGTH = 64K
  FLASH : ORIGIN = 0xBFC00000, LENGTH = 512K
}

_stack_start = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM);

Cargo.toml配置：

[package]
name = "mips-example"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[dependencies]
mips-rt = "0.1.0"

这个示例展示了如何创建一个简单的MIPS嵌入式应用，包含：

1. 硬件寄存器初始化
2. 定时器中断处理
3. 原子计数器的使用
4. 主循环逻辑控制