半主机模式

半主机模式是一种可以让嵌入式设备在主机上进行I/O操作的的机制，主要被用来记录信息到主机控制台上。半主机模式需要一个debug会话，除此之外几乎没有其它要求了，因此它非常易于使用。缺点是它非常慢：每个写操作需要几毫秒的时间，其取决于你的硬件调试器(e.g. ST-LINK)。

cortex-m-semihosting crate 提供了一个API去在Cortex-M设备上执行半主机操作。下面的程序是”Hello, world!”的半主机版本。

1. #![no_main]
2. #![no_std]

4. use panic_halt as _;

6. use cortex_m_rt::entry;
7. use cortex_m_semihosting::hprintln;

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

13. loop {}
14. }

如果你在硬件上运行这个程序，你将会在OpenOCD的logs中看到”Hello, world!”信息。

1. $ openocd
2. (..)
3. Hello, world!
4. (..)

你首先需要从GDB使能OpenOCD中的半主机模式。

1. (gdb) monitor arm semihosting enable
2. semihosting is enabled

QEMU理解半主机操作，因此上面的程序不需要启动一个debug会话，也能在qemu-system-arm中工作。注意你需要传递-semihosting-config标志给QEMU去使能支持半主机模式；这些标识已经被包括在模板的.cargo/config.toml文件中了。

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

exit半主机操作也能被用于终止QEMU进程。重要：不要在硬件上使用debug::exit；这个函数会关闭你的OpenOCD对话，这样你将不能执行其它程序调试操作，除了重启它。

1. #![no_main]
2. #![no_std]

4. use panic_halt as _;

6. use cortex_m_rt::entry;
7. use cortex_m_semihosting::debug;

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

13. if roses == "red" {
14. debug::exit(debug::EXIT_SUCCESS);
15. } else {
16. debug::exit(debug::EXIT_FAILURE);
17. }

19. loop {}
20. }

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

4. $ echo $?
5. 1

最后一个提示：你可以将运行时恐慌(panicking)的行为设置成 exit(EXIT_FAILURE)。这将允许你编写可以在QEMU上运行通过的 no_std 测试。

为了方便，panic-semihosting crate有一个 “exit” 特性。当它使能的时候，在主机stderr上打印恐慌(painc)信息后会调用 exit(EXIT_FAILURE) 。

1. #![no_main]
2. #![no_std]

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

6. use cortex_m_rt::entry;
7. use cortex_m_semihosting::debug;

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

13. assert_eq!(roses, "red");

15. loop {}
16. }

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

7. $ echo $?
8. 1

注意: 为了在panic-semihosting上使能这个特性，编辑你的Cargo.toml依赖，panic-semihosting改写成:

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

VERSION是想要的版本。关于依赖features的更多信息查看Cargo book的specifying dependencies部分。