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. 编程语言：C与Rust的较量

在嵌入式系统的软件开发领域，C语言一直占据着重要地位。它速度快，是目前唯一能用于编写操作系统的语言。然而，C语言也存在安全隐患，代码编写不当容易导致安全漏洞。

Rust语言的诞生则为嵌入式开发带来了新的选择。Mozilla基金会在开发Firefox浏览器时，因C/C++的安全问题，促使员工Graydon Hoare在2006年开始创建Rust语言。起初，Rust使用运行时和垃圾回收器进行内存管理，与现代语言区别不大。2020年，AWS、Google、华为、微软和Mozilla共同成立了Rust基金会，以支持其发展。同时，Ferrous Systems开始对Rust的功能安全编译器Ferrocene进行认证。

为了提高速度，Rust放弃了原有的运行时，采用强大的编译器在编译时进行内存管理，使其成为首个能直接与C/C++竞争并替代它们的语言。如今，像Redox和Tock等操作系统已完全用Rust编写，不包含任何C代码。

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非友好之选。

2. 裸机嵌入式编程

早期的嵌入式系统，如AGC，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，因此很多时候不需要操作系统，一些简单的库就足够了。这种编程方式被称为裸机编程，开发者需要编写所有软件、设置硬件并编写驱动程序。

为了简化裸机编程，开发了多个库：
- Ard