TL;DR
- Rust で標準ライブラリを無効にするには、ソースコードに
#![no_std]アトリビュートを書く。 #![no_std]だけではビルドが通らない。パニックハンドラの定義、アンワインドの無効化、エントリポイントの定義、リンカへの指定を順に足すと、ビルドが通った。
背景
#![no_std] は、ベアメタル環境（組み込みシステムなど）や フリースタンディング環境（OS の実装など）を作りたいときに使う。標準ライブラリを外したときに何が必要になるかを、ビルドのエラーを一つずつ解消しながら確かめた。
検証
println! が使えない
まず、次のコードをビルド（cargo build）する。
#![no_std]
fn main() {
println!("Hello, world!");
}println! は標準ライブラリに含まれるので、このコードはエラーになる。
パニックハンドラとアンワインド
main 関数の本体を空にしても、次のエラーが出る。
error: `#[panic_handler]` function required, but not found
error: unwinding panics are not supported without std#[panic_handler] は、パニックが起きたときにコンパイラが呼び出す関数を定義する。標準ライブラリには独自のパニックハンドラがあるが、no_std の環境では自分で実装する必要がある。
use core::panic::PanicInfo;
#[panic_handler]
fn panic(_info: &PanicInfo) -> ! {
loop {}
}PanicInfo は、パニックが起きたファイルと行、パニックのメッセージを持つ。戻り値の型 ! は never 型で、この関数が値を返さない発散する関数であることを表す。
もう一つのエラーはアンワインドに関するものである。パニックが起きたとき、Rust はデフォルトでアンワインドを行い、スタックにあるすべての変数のデストラクタを実行する。これにより、使われているメモリが確実に解放され、親スレッドはパニックを検知して実行を続けられる。標準ライブラリを外した場合、アンワインドは自分で実装しなければならない。ただし、アンワインドは複雑で、OS 固有のライブラリ（Linux では libunwind、Windows では Structured Exception Handling）を必要とする。そこで、代わりにアンワインドを無効にする。
[profile.dev]
panic = "abort"
[profile.release]
panic = "abort"エントリポイント
この 2 つのエラーを解消してビルドしても、次のエラーが出る。
use `#![no_main]` to bypass the Rust generated entrypoint and
declare a platform specific entrypoint yourself, usually with `#[no_mangle]`main 関数は、プログラムを実行したときに最初に呼び出される関数ではない。ほとんどの言語にはランタイムシステムがあり、GC や ゴルーチンのようなソフトウェアスレッドを扱う。このランタイムを初期化する処理は main 関数の前に呼び出され、スタック領域の作成や、正しいレジスタへの引数の配置も含む。
Rust の場合は、まず crt0（C runtime zero）と呼ばれる C のランタイムライブラリが実行され、C アプリケーションの環境を設定する。次に C ランタイムが、start の language item で定義された Rust ランタイムのエントリポイントを呼び出す。最後に main 関数が呼び出される。
今回のコードは Rust ランタイムにも crt0 にもアクセスしない想定なので、エントリポイントを自分で定義する。
#![no_main]
#[no_mangle]
pub extern "C" fn _start() -> ! {
loop {}
}#![no_main]: Rust コンパイラに、通常のエントリポイントを使わないことを伝える#[no_mangle]: 関数名がマングリングされるのを防ぐ。エントリポイントとなる関数名をリンカに伝える必要があるので、必須であるextern "C": C 言語の ABI を使うように指定する。これにより、C やアセンブリなどの他の言語から関数を呼び出せる（FFI）_start: 多くのシステムでのデフォルトのエントリポイント名。この関数はどの関数からも呼び出されず、OS やブートローダから直接呼び出される
リンカ
これを実行すると、今度はリンカのエラーが出る。実行可能ファイルの形式は OS ごとに異なり、それぞれのリンカが異なるエラーを出す。リンカはデフォルトで、プログラムが C ランタイムに依存すると仮定するが、実際には依存していないのでエラーになる。
C ランタイムに依存していないことをリンカに伝える方法は 2 つある。1 つ目は、ビルドターゲットにベアメタル環境のもの（組み込みシステム向けの thumbv7em-none-eabihf など）を指定する方法である。
$ rustup target add thumbv7em-none-eabihf
$ cargo build --target thumbv7em-none-eabihf2 つ目は、リンカに引数を渡す方法である。引数にはホスト OS ごとに異なる値を渡す必要があるので、次のファイルを作ってから cargo build を実行する。
# .cargo/config.toml
[target.'cfg(target_os = "linux")']
rustflags = ["-C", "link-arg=-nostartfiles"]
[target.'cfg(target_os = "windows")']
rustflags = ["-C", "link-args=/ENTRY:_start /SUBSYSTEM:console"]
[target.'cfg(target_os = "macos")']
rustflags = ["-C", "link-args=-e __start -static -nostartfiles"]各引数の意味は、Writing an OS in Rust の該当箇所に説明がある。
結果
ここまでの変更で、ビルドが通った。