半主机

半主机是一种机制，它允许嵌入式设备在主机上执行 I/O 操作，主要用于将消息记录到主机控制台。半主机需要一个调试会话，几乎不需要其他任何东西（无需额外的电线！），因此使用起来非常方便。缺点是速度非常慢：每次写入操作可能需要几毫秒，具体取决于你使用的硬件调试器（例如 ST-Link）。

cortex-m-semihosting crate 提供了在 Cortex-M 设备上执行半主机操作的 API。下面的程序是 "Hello, world!" 的半主机版本。

#![no_main]
#![no_std]

use panic_halt as _;

use cortex_m_rt::entry;
use cortex_m_semihosting::hprintln;

#[entry]
fn main() -> ! {
    hprintln!("Hello, world!").unwrap();

    loop {}
}

如果在硬件上运行此程序，你将在 OpenOCD 日志中看到 "Hello, world!" 消息。

$ openocd
(..)
Hello, world!
(..)

你首先需要在 GDB 中启用 OpenOCD 中的半主机功能

(gdb) monitor arm semihosting enable
semihosting is enabled

QEMU 理解半主机操作，因此上面的程序也可以在 qemu-system-arm 上运行，而无需启动调试会话。请注意，你需要将 -semihosting-config 标志传递给 QEMU 以启用半主机支持；这些标志已包含在模板的 .cargo/config.toml 文件中。

$ # this program will block the terminal
$ cargo run
     Running `qemu-system-arm (..)
Hello, world!

还有一个 exit 半主机操作可用于终止 QEMU 进程。重要提示：请不要在硬件上使用 debug::exit；此函数会破坏你的 OpenOCD 会话，并且在你重新启动它之前，你将无法调试更多程序。

#![no_main]
#![no_std]

use panic_halt as _;

use cortex_m_rt::entry;
use cortex_m_semihosting::debug;

#[entry]
fn main() -> ! {
    let roses = "blue";

    if roses == "red" {
        debug::exit(debug::EXIT_SUCCESS);
    } else {
        debug::exit(debug::EXIT_FAILURE);
    }

    loop {}
}

$ cargo run
     Running `qemu-system-arm (..)

$ echo $?
1

最后一个提示：你可以将 panic 行为设置为 exit(EXIT_FAILURE)。这将允许你编写可以在 QEMU 上运行的 no_std run-pass 测试。

为了方便起见，panic-semihosting crate 有一个 "exit" 功能，启用后，它会在将 panic 消息记录到主机 stderr 后调用 exit(EXIT_FAILURE)。

#![no_main]
#![no_std]

use panic_semihosting as _; // features = ["exit"]

use cortex_m_rt::entry;
use cortex_m_semihosting::debug;

#[entry]
fn main() -> ! {
    let roses = "blue";

    assert_eq!(roses, "red");

    loop {}
}

$ cargo run
     Running `qemu-system-arm (..)
panicked at 'assertion failed: `(left == right)`
  left: `"blue"`,
 right: `"red"`', examples/hello.rs:15:5

$ echo $?
1

注意：要在 panic-semihosting 上启用此功能，请编辑你的 Cargo.toml 依赖项部分，其中指定了 panic-semihosting，并使用

panic-semihosting = { version = "VERSION", features = ["exit"] }

其中 VERSION 是所需的版本。有关依赖项功能的更多信息，请查看 Cargo 书的 指定依赖项 部分。

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