C 语言仓库引入 Rust: MCUboot 为例

背景

MCUboot 是一个成熟的嵌入式设备安全引导加载程序，核心代码由 C 语言编写。然而在其代码仓库中，我们能发现 Cargo.toml、Cargo.lock 等 Rust 项目的典型文件。这是否意味着项目正在从 C 迁移到 Rust？实际情况更加巧妙。

发现

MCUboot 并未重写核心代码，而是在工具层引入了 Rust。 具体来说：

• C 代码仍是主体：引导加载器本身依然用 C 实现
• Rust 用于工具链 ：模拟器、测试工具等辅助组件采用 Rust 编写
• 通过 FFI 桥接：两种语言通过外部函数接口（FFI）协作

架构

1. Workspace 结构

根目录的 Cargo.toml 定义了 Rust workspace：

这表明 Rust 代码主要集中在 sim 目录（模拟器组件）。

2. 关键组件

bootsim（sim/Cargo.toml）

• 用 Rust 编写的引导加载器模拟器

• 依赖现代 Rust 生态库（ring、aes、cipher 等）

• 通过 feature 映射调用底层 C 功能

mcuboot-sys

• 标准的 -sys 风格 Rust crate
• 使用 cc crate 在构建时编译 C 源码
• 提供 extern "C" FFI 接口供 Rust 调用

3. 🎢工作流程

构建过程：

1. mcuboot-sys 的 build.rs 脚本调用 cc crate

2. 将仓库中的 C 代码编译成静态库

3. 生成 Rust FFI 绑定

4. bootsim 通过这些绑定调用 C 函数

5. 实现模拟 flash、签名验证等功能

为什么这样做？

优势

保留既有投资 ：无需重写经过验证的 C 代码
现代工具链 ：利用 Rust 的包管理、测试框架
渐进式改进 ：从工具层开始，风险可控
生态互补：Rust 的密码学库 + C 的底层控制

场景

这种模式特别适合：

• 有大量成熟 C 代码的项目
• 需要更好的开发工具和测试设施
• 希望逐步引入现代语言特性
• 团队同时具备 C 和 Rust 能力

实践

相关文件位置

mcuboot/
├── Cargo.toml          # Workspace 定义
├── Cargo.lock          # 依赖锁定
├── sim/
│   ├── Cargo.toml      # bootsim crate
│   └── src/            # Rust 模拟器代码
└── mcuboot-sys/
    ├── Cargo.toml      # FFI 绑定 crate
    ├── build.rs        # C 代码编译脚本
    └── src/            # extern "C" 接口

交互

想了解 C/Rust 交互，可以学习下面文件（之后有机会 可以对这部分 开一个专栏，其中代码有很多我们可以学习到的tricks~）

sim/src/ - Rust 如何调用 C 函数

mcuboot-sys/build.rs - C 代码如何被编译

mcuboot-sys/src/ - FFI 绑定的具体实现

总结

MCUboot 的 Rust 集成是一个务实的工程决策：

不是替换，而是增强。通过 -sys crate 模式，让 C 和 Rust 各司其职------C 负责关键的引导逻辑，Rust 提供强大的工具和测试能力。

这种模式在开源社区中越来越常见（如 curl、OpenSSL 等项目），为传统 C 项目提供了一条平滑的现代化路径。对于考虑引入 Rust 的 C 项目，这是一个值得参考的实践案例。

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参考

• MCUboot 仓库

• Rust FFI 指南

• cc crate 文档

摘要：

MCUboot项目在保持核心C代码不变的同时，巧妙引入Rust构建工具链。Rust主要用于开发模拟器和测试工具等辅助组件，通过FFI与底层C代码交互。这种架构既保留了成熟的C实现，又利用Rust的现代特性增强开发体验。项目采用workspace模式组织代码，mcuboot-sys crate负责编译C代码并提供FFI绑定，bootsim则实现上层工具功能。这种渐进式改造模式为传统C项目现代化提供了可参考的实践路径，在保留既有投资的同时获得Rust生态优势。