终极指南：使用cross实现Rust嵌入式SPI Flash跨平台开发-优快云博客

终极指南：使用cross实现Rust嵌入式SPI Flash跨平台开发

【免费下载链接】cross “Zero setup” cross compilation and “cross testing” of Rust crates 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/cr/cross

你是否还在为Rust嵌入式项目中的SPI Flash驱动跨平台编译而烦恼？不同架构的交叉编译配置复杂、工具链依赖冲突、测试环境搭建耗时——这些问题是否让你望而却步？本文将带你一步解决这些痛点，通过cross工具实现"零配置"的Rust嵌入式SPI Flash驱动开发、编译与测试全流程。读完本文，你将掌握：

cross工具在嵌入式开发中的核心优势
SPI Flash驱动跨平台编译的具体步骤
NOR/NAND Flash测试环境的快速搭建
针对不同嵌入式架构的优化策略

cross工具简介

cross是一个"零配置"的Rust交叉编译和"跨平台测试"工具，它能够为你的Rust项目提供所需的所有交叉编译组件，而不会影响你的系统安装。其核心优势在于提供了一个包含交叉工具链和交叉编译库的环境，能够生成高度可移植的二进制文件。

使用cross为aarch64-unknown-linux-gnu目标进行交叉测试

官方文档：docs/getting-started.md 项目教程：README.md

环境准备

安装Rust与cross

首先，我们需要通过rustup安装Rust环境：

curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

安装完成后，使用cargo安装cross：

cargo install cross

容器引擎安装

cross依赖Docker或Podman作为容器引擎。对于Linux系统，推荐使用Podman，它默认以rootless模式运行，更加安全：

# Ubuntu示例
sudo apt-get update
sudo apt-get install podman

对于Windows和macOS用户，建议安装Docker Desktop，并确保启用WSL2后端。

验证容器引擎是否正常运行：

podman ps -a
# 或使用docker
docker ps -a

SPI Flash驱动开发

项目初始化

创建一个新的Rust项目作为我们的SPI Flash驱动示例：

cargo new --lib spi-flash-driver
cd spi-flash-driver

添加依赖

编辑Cargo.toml文件，添加必要的依赖：

[dependencies]
embedded-hal = "1.0.0-alpha.10"
spi-flash = "0.7.0"
cortex-m = "0.7.7"
cortex-m-rt = "0.7.3"

基本SPI Flash驱动实现

创建src/lib.rs文件，实现基本的SPI Flash驱动功能：

use embedded_hal::blocking::spi::{Transfer, Write};
use embedded_hal::digital::v2::OutputPin;

pub struct SpiFlash<SPI, CS> {
    spi: SPI,
    cs: CS,
}

impl<SPI, CS, E> SpiFlash<SPI, CS>
where
    SPI: Transfer<u8, Error = E> + Write<u8, Error = E>,
    CS: OutputPin<Error = E>,
{
    /// 创建新的SPI Flash实例
    pub fn new(spi: SPI, cs: CS) -> Result<Self, E> {
        let mut flash = Self { spi, cs };
        flash.cs.set_high()?;
        Ok(flash)
    }
    
    /// 读取Flash ID
    pub fn read_id(&mut self) -> Result<[u8; 3], E> {
        self.cs.set_low()?;
        
        let mut cmd = [0x9F, 0x00, 0x00, 0x00];
        self.spi.transfer(&mut cmd)?;
        
        self.cs.set_high()?;
        
        Ok([cmd[1], cmd[2], cmd[3]])
    }
    
    // 更多功能实现...
}

跨平台编译配置

配置Cross.toml

在项目根目录创建Cross.toml文件，配置针对不同嵌入式目标的编译选项：

[target.thumbv7m-none-eabi]
image = "ghcr.io/cross-rs/thumbv7m-none-eabi:main"

[target.thumbv6m-none-eabi]
image = "ghcr.io/cross-rs/thumbv6m-none-eabi:main"

[target.riscv64gc-unknown-linux-gnu]
image = "ghcr.io/cross-rs/riscv64gc-unknown-linux-gnu:main"
pre-build = [
    "apt-get update && apt-get install -y libc6-dev"
]

支持的嵌入式目标架构

cross支持多种嵌入式架构，包括ARM Cortex-M系列、RISC-V等。以下是一些常用的嵌入式目标：

目标架构	描述	测试支持
thumbv6m-none-eabi	ARM Cortex-M0/M0+	❌
thumbv7m-none-eabi	ARM Cortex-M3	❌
thumbv7em-none-eabi	ARM Cortex-M4/M7 (无FPU)	❌
thumbv7em-none-eabihf	ARM Cortex-M4F/M7F (带FPU)	❌
riscv64gc-unknown-linux-gnu	RISC-V 64位通用寄存器版	✅

完整的支持目标列表可以参考项目的README.md文件。

编译与测试

编译NOR Flash驱动

针对ARM Cortex-M3架构编译NOR Flash驱动：

cross build --target thumbv7m-none-eabi --release

编译生成的文件位于target/thumbv7m-none-eabi/release/libspi_flash_driver.a。

编译NAND Flash驱动

针对RISC-V架构编译NAND Flash驱动：

cross build --target riscv64gc-unknown-linux-gnu --release

运行单元测试

使用cross运行针对不同架构的单元测试：

# 针对ARM Cortex-M4F架构
cross test --target thumbv7em-none-eabihf

# 针对RISC-V架构
cross test --target riscv64gc-unknown-linux-gnu

交叉测试环境

cross的"交叉测试"功能允许你为i686和x86_64以外的架构测试 crate。这对于确保你的SPI Flash驱动在目标硬件上正常工作非常有用：

cross test --target aarch64-unknown-linux-gnu

测试支持依赖于QEMU仿真，因此测试可能会因QEMU错误而失败，而不是你的crate中的错误。测试速度通常较慢，因为QEMU在生成多个线程时可能会出现问题，所以cross test会顺序运行单元测试。

高级配置与优化

自定义Docker镜像

对于特殊需求，你可以创建自定义的Docker镜像。项目提供了多个Dockerfile示例，位于docker/目录下。例如，针对Android平台的Dockerfile：docker/Dockerfile.aarch64-linux-android。

配置文件详解

cross提供了多种配置方式，包括：

在Cargo.toml中直接配置cross
使用项目根目录的Cross.toml文件
通过CROSS_CONFIG环境变量指定配置文件位置
使用环境变量配置

详细的配置选项可以参考：docs/config_file.md

环境变量配置

cross支持多种环境变量来调整其行为，例如：

CROSS_CONTAINER_ENGINE: 显式选择容器引擎（docker或podman）
CROSS_ROOTLESS_CONTAINER_ENGINE: 启用rootless容器引擎支持
QEMU_STRACE: 启用QEMU系统调用跟踪，用于调试

完整的环境变量列表请参考：docs/environment_variables.md

总结与展望

通过cross工具，我们可以轻松实现Rust嵌入式SPI Flash驱动的跨平台开发与测试。无论是NOR Flash还是NAND Flash，无论是ARM还是RISC-V架构，cross都能提供一致且便捷的开发体验。

随着嵌入式Rust生态的不断成熟，cross工具也在持续进化。未来，我们可以期待更多针对嵌入式场景的优化，包括更丰富的目标支持、更快的编译速度以及更完善的测试工具链。

如果你觉得这篇文章对你有帮助，请点赞、收藏并关注，以便获取更多关于Rust嵌入式开发的优质内容。下期我们将探讨如何使用cross结合CI/CD流程，实现SPI Flash驱动的自动化测试与部署。

项目源码：src/ Docker配置：docker/ 交叉编译工具链：crosstool-ng/

【免费下载链接】cross “Zero setup” cross compilation and “cross testing” of Rust crates 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/cr/cross

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考