STM32L152无HAL裸机Rust实现LED闪烁故障求助

我是11年级学生，课堂上学过汇编编程。出于兴趣尝试用Rust替代汇编编写STM32L152无HAL裸机程序，已实现LED点亮但无法完成闪烁功能。汇编版本程序可正常运行，Rust代码中首次write_volatile能点亮LED，但之后程序似乎陷入死循环。我仅使用unsafe和write_volatile实现，希望能得到改进或解决该问题的建议。

#![no_std]
#![no_main]

use core::arch::asm;
use core::panic::PanicInfo;
use core::ptr::write_volatile;

#[no_mangle]
#[link_section = ".text._start"]
pub extern "C" fn _start() -> ! {
    let led_base: u32 = 0x40020000;
    let led_state = led_base | 0x14;

    unsafe {
        asm!(
        "ldr r1, =0x40023800",
        "ldr r0, =0x00008007",
        "str r0, [r1, #0x1C]", // Enable GPIO: A, B, C
        "ldr r1, =0x40020000",
        "ldr r0, =0xA8000400",
        "str r0, [r1, #0x00]", // Set LED as output
        /*"ldr r0, =0x20",
        "ldr r1, =0x40020000",
        "str r0, [r1, #0x14]"*/ // Turn LED on
        );

        loop {
            write_volatile(led_state as *mut u32, 1 << 5); // Turn LED on

            for _ in 0..65000 { // Wait
                asm!("nop");
            }

            write_volatile(led_state as *mut u32, 0x00); // Turn LED off

            for _ in 0..65000 { // Wait
                asm!("nop");
            }
        }
    }
}

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

.word 0x20000400            //Anfang Stackpionter -> SP
.word 0x080000ed            //reset_handler: Programmadresse nach reset
.space 0xe4             //Reservierter Platz für Interrupt-Vektoren

//###### Registerdefinitionen: Namen, Basisadresse/Offset ######
.equ RCC,0x40023800         //Basisadresse: System-Clock
.equ AHBENR,0x1C            //Offset:

.equ GPIOA,0x40020000       //Basisadresse GPIOA
.equ MODER,0x00             //Offset: MODER "Mode Register"
.equ ODR,0x14               //Offset: ODR "Output Data Register"
 

.global _start              //für Linker wichtig: Definition, an welcher Adresse das Programm anfängt
_start: 

ldr r1, =RCC            //GPIOA,B,C aktivieren (7:...111)
ldr r0, =0x00008007     //
str r0, [r1,AHBENR]     

ldr r1, =0x40020000
ldr r0, =0xA8000400
str r0, [r1, #0x00]     // Set LED as output

main:
  bl led_on
  bl wait
  bl led_off
  bl wait
b main                      //Endlosschleife Hauptprogramm- Sprung zu main

wait:
  mov r3, #65000
  mov r4, #0
  for_0:
    add r4, r4, #1
    cmp r4, r3
    bne for_0
  bx r14

led_on:
  ldr r0, =0x20
  ldr r1, =0x40020000
  str r0, [r1, #0x14]
  bx r14

led_off:
  ldr r0, =0x00
  ldr r1, =0x40020000
  str r0, [r1, #0x14]
  bx r14

问题核心在于Rust编译器的优化行为：你写的延迟循环中的asm!("nop")没有标记为volatile，编译器会认为这段代码没有副作用，直接将其优化掉，导致LED状态切换几乎没有延迟，看起来像是程序陷入死循环；或者编译器对循环的优化导致执行流程异常。

针对这个问题，有几种可靠的修改方式：

方式1：给asm!添加volatile属性 #

修改延迟循环中的asm!指令，明确告诉编译器该指令不能被优化：

for _ in 0..65000 { // Wait
    asm!("nop", volatile);
}

方式2：使用自旋等待专用函数 #

Rust标准库提供了core::sync::atomic::spin_loop_hint()，专门用于自旋等待场景，编译器不会优化掉这个函数的调用，同时它比单纯的nop更高效（会提示CPU进入低功耗自旋状态）：
首先引入该函数：

use core::sync::atomic::spin_loop_hint;

然后修改延迟循环：

for _ in 0..65000 { // Wait
    spin_loop_hint();
}

方式3：封装延迟函数并禁止内联 #

将延迟逻辑封装成独立函数，并添加#[inline(never)]属性防止编译器内联优化，同时配合volatile的asm：

#[inline(never)]
unsafe fn wait() {
    for _ in 0..65000 {
        asm!("nop", volatile);
    }
}

然后在主循环中调用：

loop {
    write_volatile(led_state as *mut u32, 1 << 5); // Turn LED on
    wait();
    write_volatile(led_state as *mut u32, 0x00); // Turn LED off
    wait();
}

另外，验证了你的寄存器地址、位操作逻辑和汇编版本完全一致，这部分没有问题，修改延迟逻辑后即可实现正常闪烁。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者HttpRafa