Rust no_std 开发：何时用…

在嵌入式、裸机或无法链接 std 的场景编写和调试 #![no_std] Rust 库/固件时，用于划分 core/alloc/std 边界、实现全局分配器、选择 panic handler，并在主机上测试 no_std 代码。

适用场景

解决思路

1. 用 #![no_std] 开始库 crate：在 src/lib.rs 顶部写 #![no_std]；core 始终可用，直接 use core::fmt、core::mem、core::slice 等。
2. 需要堆集合时，在 src/lib.rs 中用 #[cfg(feature = "alloc")] extern crate alloc;，并用 #[cfg(feature = "alloc")] use alloc::{vec::Vec, string::String, boxed::Box, format};。
3. 在 Cargo.toml 的 [features] 中设置 default = []、alloc = []，把 alloc 作为可选特性；[dependencies] 只选 no_std 兼容依赖。
4. 按能力边界选择 crate：core 不需 OS、不需堆，提供 primitives、traits、iter、fmt、mem、ptr、slice、Option、Result；alloc 不需 OS 但需堆/全局分配器，提供 Vec、String、Box、Arc、Rc、HashMap；std 需 OS 和堆，提供 core+alloc+OS API（线程、文件、socket、env）。
5. 记住 std 会重导出 core 和 alloc，所以在 std 可用时 use std::fmt 与 use core::fmt 等价。
6. 只用 core 时可使用：core::fmt::Write（用于 write! 宏）、core::iter、core::ops（+、-、*、Deref 等）、core::option::Option、core::result::Result、core::mem::{size_of, align_of, swap, replace}、core::ptr::{read, write, null, NonNull}、core::slice、core::str、core::sync::atomic、core::cell::{Cell, UnsafeCell, RefCell}、core::cmp、core::convert、core::clone、core::default、core::num、core::panic::PanicInfo。
7. 要在 no_std 中使用 alloc，必须提供全局分配器。
8. 在 src/allocator.rs 中用 linked_list_allocator::LockedHeap：写 #[global_allocator] static ALLOCATOR: LockedHeap = LockedHeap::empty();，并实现 pub fn init_heap(heap_start: usize, heap_size: usize) { unsafe { ALLOCATOR.lock().init(heap_start as *mut u8, heap_size); } }。
9. 在 Cargo.toml 添加 linked-list-allocator = { version = "0.10", default-features = false }。
10. 在裸机 src/main.rs 中写 #![no_std]、#![no_main]，extern crate alloc; use alloc::vec::Vec; mod allocator; 在 BSS/data 初始化后调用 allocator::init_heap(0x20010000, 0x10000); 然后即可 let mut v: Vec<u32> = Vec::new(); v.push(42);。
11. 选择嵌入式分配器 crate：linked-list-allocator 通用且 no_std；buddy-alloc 二的幂 buddy 系统；dlmalloc 是 Doug Lea's malloc 移植；talc 快速且适合嵌入式。
12. 在 no_std 中必须提供 panic handler。
13. 最简单/生产可用：use core::panic::PanicInfo; 写 #[panic_handler] fn panic(_info: &PanicInfo) -> ! { loop {} } 以在 panic 时自旋。
14. 需要调试探针输出：写 #[panic_handler] fn panic(info: &PanicInfo) -> ! { defmt::error!("{}", defmt::Display2Format(info)); cortex_m::asm::udf(); }，用未定义指令触发 hard fault。
15. 或使用 panic crate：在 Cargo.toml 加入 panic-halt = "0.2"（自旋）、panic-reset = "0.1.1"（复位 MCU）、panic-probe = "0.3"（defmt + probe-rs）。
16. 编写可移植 no_std 库时，让库同时支持有无 alloc。
17. 库结构示例：写 #![no_std]; #[cfg(feature = "alloc")] extern crate alloc; pub struct Parser<'a> { data: &'a [u8], pos: usize }，并实现 new。
18. Core API 返回借用数据、不做分配，例如 pub fn next_token(&mut self) -> Option<&'a [u8]>。
19. Alloc API 用 #[cfg(feature = "alloc")] 门控，例如 pub fn collect_all(&mut self) -> alloc::vec::Vec<&'a [u8]> { let mut tokens = alloc::vec::Vec::new(); while let Some(tok) = self.next_token() { tokens.push(tok); } tokens }。
20. 在主机测试 no_std：可在 Cargo.toml 的 [dev-dependencies] 与 [features] 中设置 std = []，允许测试时使用 std。
21. 在 lib.rs 写 #![cfg_attr(not(test), no_std)]，使非测试时 no_std，测试时用 std，库代码仍保持 no_std。
22. 运行主机测试：cargo test --target x86_64-unknown-linux-gnu。
23. 直接用嵌入式目标测试会失败：cargo test --target thumbv7em-none-eabihf，因为裸机无 test runner。
24. 在目标板测试的替代方案：使用 defmt-test 或 probe-run；或者在主机上运行与架构无关的纯逻辑测试。
25. 无硬件检查 no_std 兼容性：cargo check --target thumbv7em-none-eabihf 和 cargo build --target thumbv7em-none-eabihf。
26. 示例：需要无 std 的解析器 crate 时，用 #![no_std] 组织，使用借用 slice 提供 core API，用 feature gate 控制 alloc API。
27. 示例：要在 no_std 中使用 Vec 时，添加 alloc feature，提供全局分配器（如 linked-list-allocator），然后 use alloc::vec::Vec。
28. 示例：要在笔记本测试 no_std crate 时，使用 #![cfg_attr(not(test), no_std)]，或运行 cargo test --target x86_64-unknown-linux-gnu。
29. 如需完整嵌入式工作流（probe-rs flashing、defmt logging、RTIC），配合 skills/embedded/embedded-rust。
30. 如需交叉编译目标设置，配合 skills/rust/rust-cross。
31. 如分配器实现需要 unsafe 模式，配合 skills/rust/rust-unsafe。
32. 如需裸机堆区域放置，配合 skills/embedded/linker-scripts。

适用边界 · 注意事项

• 不要用本技能替代完整嵌入式开发工作流（probe-rs 烧录、defmt 日志、RTIC）——那应使用 skills/embedded/embedded-rust。
• 不要用本技能处理交叉编译目标设置——那应使用 skills/rust/rust-cross。
• 不要用本技能处理链接脚本、堆区域放置或分配器所需 unsafe 模式——那应使用 skills/embedded/linker-scripts 和 skills/rust/rust-unsafe。