はじめに
組込みRustの勉強ついでに RTOS(リアルタイムOS)っぽいものを作ってみようと試みたちょっとしたサンプル的なものです。
以前の記事の後、放置状態だったのですが、今回簡単なサンプルだけ動くようにして crates.io にも登録したので続編となります。
本命はこれとは別に進めているFPGA版RTOSの方なのですが、FPGA版からも一部クレートを流用している関係で、先にこちらを整理した方が良さそうに感じていったん整理したというものです。
主なターゲットはZynqMP の RPU(Cortex-R5) となります。FPGA版と異なり、CPUのみで動作します。
リポジトリは https://github.com/ryuz/pudding-rtos にあります。
本記事では Ultra96V2 でサンプルを試す流れを解説します。
環境準備
環境
Ultra96V2などの ZynqMP 環境でAPU(Cortex-R5)上で、Debianなどが動く状態になっており、APUからRPUを認識できるようになっている想定です。
今回、サンプルの出力を UART から行う為、結果を確認するにはAES-ACC-U96-JTAGなどのUARTが取り出せる治具が必要です。
なお、今回ビルドもUltra96のAPU(Cortex-A53のLinux)で行ってしまう想定ですが、コンパイル自体はPCなどの別環境でも可能です。
Rust インストール
https://www.rust-lang.org/ja/tools/install
に従ってインストールください
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
のような感じになるかと思います。
クロスコンパイラ準備
下記のような感じでUltra96V2 の Debian 上でクロスコンパイラを準備ください。
sudo apt install gcc-arm-none-eabi sudo apt install libnewlib-arm-none-eabi
APU(Cortex-A53)の上で動くLinux から、RPU(Cortex-R5)用のプログラムをコンパイルできるようになります。
Rustの準備
下記のように Rust 側も準備します。
rustup update rustup install nightly rustup default nightly rustup target add armv7r-none-eabi cargo install cargo-binutils rustup component add llvm-tools-preview
サンプルの試し方
次にサンプルの動かし方です。
ビルド方法
まず Ultra96 の Debian上にて、下記のようにリポジトリを取得します。
git clone https://github.com/ryuz/pudding-rtos.git cd pudding-rtos
なお、この記事を執筆時点のバージョンが欲しい場合は
git checkout ab178c483981f819fbf2d3e10dfa3bcafea36953
とすれば取得できます。
次にサンプルのディレクトリで
cd samples/zynqmp_rpu_hello make
とすればビルド出来ます。
cargo build
でもよいのですが、この後のCortex-R5へのコードのダウンロードなどを Makefile で記述しているので Makefile 経由としています。
実行方法
実行するには
make run
とすれば動き始め、UART1 に出力を行い、TeraTerm などでUARTを覗くと、下記のような出力が観測できます。
いわゆる食事する哲学者の問題 を見たてて、5つのタスクがセマフォをランダムに取り合いながら、考えたりおなかをすかしたりしながら動きます。
おわりに
今回の動作に関わるクレートは下記の２つです。
まだドキュメントその他さっぱりですが、余裕があれば少しづつ整備したいと思います。
主に、pac の方を FPGA版RTOSで引用するのにクレート登録したかったというのが、今回の整備の最大の動機だった気がします。
