Rustの環境構築

avr-gcc

https://github.com/osx-cross/homebrew-avr に従ってセットアップを行う

$ brew tap osx-cross/avr
$ brew install avr-gcc

0Yu

クロスコンパイラ環境の準備

https://github.com/avr-rust/rust-legacy-fork#notes-for-macos に従ってセットアップを行う

sudo mkdir /usr/local/avr-rust && sudo chown ${USER}:admin /usr/local/avr-rust

# Grab the avr-rust sources
git clone https://github.com/avr-rust/rust.git --recursive

# Create a directory to place built files in
mkdir build && cd build

# Generate Makefile using settings suitable for an experimental compiler
../rust/configure \
  --enable-debug \
  --disable-docs \
  --enable-llvm-assertions \
  --enable-debug-assertions \
  --enable-optimize \
  --enable-llvm-release-debuginfo \
  --experimental-targets=AVR \
  --prefix=/usr/local/avr-rust

# Build the compiler, install it to /usr/local/avr-rust
make
brew install cmake
make install

# Register the toolchain with rustup
# rustup toolchain link avr-toolchain /usr/local/avr-rust 
rustup toolchain link avr-toolchain $(realpath $(find . -name 'stage1'))

# Optionally enable the avr toolchain globally
rustup default avr-toolchain
info: default toolchain set to 'avr-toolchain'
info: note that the toolchain 'nightly-aarch64-apple-darwin' is currently in use (directory override for '/Users/denham/Documents/selfmade-rtos/avr-rust')

0Yu

Malefileの作成にはpython2が必要

下記よりインストールする
https://www.python.org/downloads/macos/

0Yu

Rust実行バイナリ(.elf）を書き込むためのツールをインストール

brew install avrdude

サンプルコードをビルドする

$ git clone https://github.com/avr-rust/blink.git

$ rustup override set nightly
info: using existing install for 'nightly-aarch64-apple-darwin'
info: override toolchain for '/Users/denham/Documents/selfmade-rtos/avr-rust' set to 'nightly-aarch64-apple-darwin'

  nightly-aarch64-apple-darwin unchanged - rustc 1.64.0-nightly (23e21bdd2 2022-07-15)

$ cargo build -Z build-std=core --target avr-atmega328p.json --release                         
   Compiling blink v0.1.0 (/Users/denham/Documents/selfmade-rtos/avr-rust/blink)
    Finished release [optimized] target(s) in 0.20s

$ avrdude -patmega328p -carduino -P/dev/tty.usbmodem11101 -b115200 -D -Uflash:w:target/avr-atmega328p/release/blink.elf:e

avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions

Reading | ################################################## | 100% 0.00s

avrdude: Device signature = 0x1e950f (probably m328p)
avrdude: reading input file "target/avr-atmega328p/release/blink.elf"
avrdude: writing flash (930 bytes):

Writing | ################################################## | 100% 0.16s

avrdude: 930 bytes of flash written
avrdude: verifying flash memory against target/avr-atmega328p/release/blink.elf:

Reading | ################################################## | 100% 0.13s

avrdude: 930 bytes of flash verified

avrdude done.  Thank you.

0Yu

環境構築（改）

下記に沿って行う
https://book.avr-rust.com/

nightlyとrust-srcのインストール

$ rustup toolchain install nightly
$ rustup component add rust-src --toolchain nightly

homebrew-avr のインストール
https://github.com/osx-cross/homebrew-avr からosx-cross/avr tapをセットアップし、各パッケージをインストールする

$ brew tap osx-cross/avr
$ brew install avr-binutils avr-gcc avrdude

AVR の実行可能なクレートをコンパイルしてリンクする

cargo build -Z build-std=core --target avr-unknown-gnu-atmega328 --release

-Z build-std=core オプションでターゲットをAVRに設定しクレートをビルドする

Rustターゲット仕様のJSONファイルを生成する

rustc --print target-spec-json -Z unstable-options --target avr-unknown-gnu-atmega328 > my-custom-avr-unknown-gnu-atmega328.json

my-custom-avr-unknown-gnu-atmega328.json が生成される
atmega328以外のマイコンをターゲットに指定したいときは、JSONの以下の項目を次のものに置き換える
"cpu": "atmega328"→"cpu": "YOUR-AVR-VARIANT-NAME"
"-mmcu=atmega328"→"-mmcu=YOUR-AVR-VARIANT-NAME"

ターゲットリストは下記のコマンドで確認できる

$ rustc --print target-list

リストにコンパイラ組込みのターゲットがない場合、ターゲットとするシステムに近いコンパイラ組込みターゲットを上記コマンドから取得し、それをカスタムする方法が推奨されている。
参考

例 blinkAVR用プログラムをビルドする

# fetch and prepare the blink crate (only needs to be done once).
$ git clone https://github.com/avr-rust/blink.git
$ cd blink
$ rustup override set nightly

# Configure the 'ruduino' crate with a MCU frequency of 16MHz
$ export AVR_CPU_FREQUENCY_HZ=16000000

# compile the blink crate to an ELF file targeting atmega328p.
$ cargo build -Z build-std=core --target avr-atmega328p.json --release

コンパイル後、

$ file target/avr-atmega328p/release/blink.elf
target/avr-atmega328p/release/blink.elf: ELF 32-bit LSB executable, Atmel AVR 8-bit, version 1 (SYSV), statically linked, with debug_info, not stripped

Arduino Uno 向けにelfファイルをフラッシュする

$ avrdude -patmega328p -carduino -P/dev/tty.usbmodem11301 -b115200 -D -Uflash:w:target/avr-atmega328p/release/blink.elf:e

avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions

Reading | ################################################## | 100% 0.00s

avrdude: Device signature = 0x1e950f (probably m328p)
avrdude: reading input file "target/avr-atmega328p/release/blink.elf"
avrdude: writing flash (930 bytes):

Writing | ################################################## | 100% 0.16s

avrdude: 930 bytes of flash written
avrdude: verifying flash memory against target/avr-atmega328p/release/blink.elf:

Reading | ################################################## | 100% 0.13s

avrdude: 930 bytes of flash verified

avrdude done.  Thank you.

AVR atmega328pをビルドターゲットとする場合のテンプレート

curl "https://codeload.github.com/avr-rust/template-bin/tar.gz/master" | tar xvzf -

sed 's/template-bin/$YOUR_CRATE_NAME/g' template-bin-master/Cargo.toml
mv template-bin-master $YOUR_CRATE_NAME

cd $YOUR_CRATE_NAME

0Yu

rustup override set nightly-2020-12-25
rustup component add rust-src

0Yu

用途別のクレートリストリポジトリ

0Yu

can-busのクレート
https://crates.io/crates/multican

0Yu

CAN-BUS-Shield

0Yu

HAL(avr-hul)でAtmega328P(Arduino Unoボード)を動かす

https://github.com/Rahix/avr-hal
のテンプレートを使う

cargo install cargo-generate
cargo install ravedude

cargo generate --git https://github.com/Rahix/avr-hal-template.git

# Build and run it on a connected board
# src/main.rs
cargo run
# src/bin/uno-blink.rs
cargo run --bin uno-blink

unoのサンプルコードは下記にまとまっている

nightlyのバージョンは
nightly-2022-07-10

0Yu

SPI通信

SPI

0Yu

OSの実装

https://os.phil-opp.com/ja/

0Yu

nostd, alloc対応
no_std環境ではBoxもVecも使えない
メモリのヒープ領域の管理をどうするか？

0Yu

Rustでメモリアロケータを管理するために

core libraryの中ではcore::allocがメモリアロケータに関連する

GlobalAlloc traitを実装し、#[global_allocator]をつけることで、デフォルトアロケータを登録する

0Yu

linked_list_allocator = "0.10.4" は1.64.0-nightlyでビルドできなさそう？

   Compiling scopeguard v1.1.0
   Compiling lock_api v0.4.9
error[E0432]: unresolved import `core::sync::atomic::AtomicUsize`
  --> /Users/denham/.cargo/registry/src/github.com-1ecc6299db9ec823/lock_api-0.4.9/src/remutex.rs:19:20
   |
19 |     sync::atomic::{AtomicUsize, Ordering},
   |                    ^^^^^^^^^^^ no `AtomicUsize` in `sync::atomic`

For more information about this error, try `rustc --explain E0432`.

代わりに

を使う

通常、コレクション利用には、グローバルメモリアロケータの実装が必須です (メモリアロケータ参照)。heaplessクレートは、グローバルメモリアロケータがなくても利用できるコレクションです。

これでVecが使える

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https://blog.rahix.de/