4、嵌入式系统软件开发与Tock操作系统深度解析

嵌入式系统软件开发与Tock操作系统深度解析

1. 引言

随着嵌入式系统在我们生活中的普及，确保这些设备的安全性变得至关重要。很多安全威胁源于软件层面，因此分析用于嵌入式设备的操作系统和编程语言，有助于我们预防大量攻击。

2. C语言与Rust语言的较量

C语言速度快，是目前唯一可用于编写操作系统的语言，但它的一些特性可能导致编写的代码安全性较低。

而Rust语言的诞生则是为了解决安全性问题。2006年左右，Mozilla员工Graydon Hoare启动个人项目开发Rust语言。2009年，Mozilla开始赞助该项目，并决定用Rust开发Firefox的新浏览器引擎Servo。起初，Rust使用运行时和垃圾回收器进行内存管理，与现代语言差异不大。2020年，AWS、Google、华为、微软和Mozilla共同成立了Rust基金会，以支持Rust的开发。同时，Ferrous Systems开始对名为Ferrocene的Rust功能安全编译器进行认证。为了提高速度，Rust放弃了原有的运行时，用强大的编译器在编译时管理内存，这使它成为首个能直接与C/C++竞争并替代它们的语言。现在已经有完全用Rust编写的操作系统，如Redox和Tock。

Rust是一种低级或系统语言，具备高级语言的大部分特性，同时保持低内存占用、完全控制和快速性能。不过，它的学习曲线较陡，但C/C++对于初学者来说也并不友好。

3. 裸机嵌入式编程

像AGC这样的嵌入式系统过去是特定的低功耗计算机，用于控制硬件。运行在这些计算机上的软件大多高度定制，清楚要处理的硬件设备。因此，这些系统大多时候不需要操作系统，一些简单的库就