如何在新开发的微内核操作系统上的app支持rust编程？

Question

如何在新开发的微内核操作系统上的app支持rust编程？
先说下我的rust背景：我之前对rust的使用停留在成熟的框架中修改和增加模块性代码，也就是纯粹的编码，对rust的编译环境原来不熟悉，所以请大家在回答问题时可以尽量说清晰些。
我看了下rust对fuchsia的支持时提交记录涉及到llvm、标准库，rust编译工具链支持新增的target(类似aarch64-known-linux-gnu)等内容。然后这几部分感觉是互相耦合的。所以现在有点下不来手。
为了沟通方便，我先说下我的目标：
1.当前只考虑aarch64
2.操作系统是c语言开发的，c库是新实现的(称为mylibc)
3.暂时可以先不考虑系统调用相关的接口rust支持
4.新增编译target：aarch64-unknown-myos

我的问题：
1.有没有可能在不修改rust编译工具链的情况下来做到让新开发的操作系统上的app支持rust编程？
2.我需要做哪些工作，具体的先后顺序是什么？

Answer 1

让【宝码香车】来帮你解答，本回答参考DeepSeek编写，并整理提供。
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在微内核操作系统上支持Rust编程的指南

根据你的需求和背景，我将分步骤解答如何在新开发的微内核操作系统上支持Rust编程。

问题1：是否可以不修改Rust工具链

答案是肯定的，你可以不修改Rust编译工具链本身，但需要创建自定义的target规范(target specification)和提供必要的支持库。

问题2：需要做的工作及顺序

1. 创建自定义target规范

首先需要为你的操作系统创建一个target规范JSON文件(aarch64-unknown-myos.json):

{
  "arch": "aarch64",
  "data-layout": "e-m:e-i8:8:32-i16:16:32-i64:64-i128:128-n32:64-S128",
  "dynamic-linking": false,
  "executables": true,
  "features": "+strict-align,+neon,+fp-armv8",
  "linker": "aarch64-myos-gcc",
  "linker-flavor": "gcc",
  "llvm-target": "aarch64-unknown-none",
  "max-atomic-width": 128,
  "panic-strategy": "abort",
  "relocation-model": "static",
  "target-endian": "little",
  "target-pointer-width": "64",
  "os": "myos",
  "vendor": "unknown",
  "executables": true,
  "singlethread": false,
  "no-default-libraries": true,
  "position-independent-executables": false
}

2. 编译Rust核心库(core)

你需要为你的目标平台编译Rust的核心库:

rustup target add aarch64-unknown-none
cargo build -Z build-std=core --target aarch64-unknown-myos.json

3. 创建自定义的libc绑定(可选)

由于你使用了自定义的mylibc，可以创建一个-sys crate来提供绑定:

// mylibc-sys/src/lib.rs
#![no_std]

extern {
    // 声明你的libc函数
    pub fn mylibc_function(arg: i32) -> i32;
}

4. 创建最小化运行时

创建一个runtime crate处理启动和基本运行时需求:

// runtime/src/lib.rs
#![no_std]
#![feature(lang_items)]

#[lang = "eh_personality"]
extern fn eh_personality() {}

#[lang = "panic_handler"]
fn panic(_info: &core::panic::PanicInfo) -> ! {
    loop {}
}

#[no_mangle]
pub extern "C" fn _start() -> ! {
    extern "Rust" {
        fn main() -> i32;
    }
    
    unsafe {
        main();
    }
    
    loop {}
}

5. 创建应用模板

创建一个应用模板项目，包含必要的链接脚本和构建配置:

# Cargo.toml
[package]
name = "myos-app"
version = "0.1.0"

[dependencies]
mylibc-sys = { path = "../mylibc-sys" }
runtime = { path = "../runtime" }

[profile.release]
panic = "abort"
lto = true

6. 构建和链接

构建命令示例:

cargo build --target aarch64-unknown-myos.json -Z build-std=core,alloc

具体实施步骤顺序

1. 定义target规范 - 创建JSON文件定义你的目标平台特性
2. 测试裸机编译 - 先尝试编译最简单的no_std程序
3. 构建核心库 - 为你的目标平台编译core库
4. 创建运行时 - 实现基本的panic处理和其他语言项
5. 集成libc - 创建或适配你的mylibc绑定
6. 测试简单应用 - 构建并运行一个简单的"Hello World"等效程序
7. 逐步扩展支持 - 根据需要添加alloc支持等更多功能

注意事项

• 你需要一个能生成aarch64代码的交叉编译器
• 链接器脚本可能需要根据你的OS内存布局进行调整
• 初期建议使用panic = "abort"简化实现
• 可以使用-Z build-std功能来重建标准库核心部分

这种方法避免了修改Rust工具链本身，而是通过target规范和外部支持库来实现对新OS的支持。