3日間で作る フルスクラッチHTTPサーバー on STM32F767 Nucleo VTb(@PiBVT)

目次 ● 自己紹介等 ● 今回作ったもの ● そもそもの経緯 ● STM32F767 Nucleoとは？ ● 全体の設計 ● 自作プロトコルスタックについて ● 専用プロキシについて ● HTTPサーバーについて ● 色々動かす ● 今後の展望 ● おわりに

自己紹介等 ● VTb(@PiBVT) ● プログラミング歴2年の初心者 ● 最近の悩みはオブジェクト指向言語・データ構造 ● C++分からん

今回作ったもの STM32F767 Nucleo上で動くHTTP(over UDP)サーバーon自作プロトコルスタック ● なぜTCPじゃない？　=> TCPを3日で実装できるほどプロじゃないから。 ● なぜマイコン上？ => なんとなく。楽しそうだったから。 ● lwIPって知ってる？ => 知ってるけど自作した。楽しそうだったから。 ● 何の意味があるの？ => 意味なんて無いです。楽しそうだったから。 ● アホですか？ => はい。アホです。 楽しさだけを追い求めました。

そもそもの経緯 1. 去年のセキュキャン後、自作OS上にHTTP サーバーを実装した(デバドラから) 2. 当然のことながらまともに動作しない 3. ならベアメタルしやすい環境で一度練習しとこ 4. 時間なかった 5. せや、over UDPにしたろ 6. なんか動いた

STM32F767 Nucleoとは？ ● STM32F767ZIとST-Linkを搭載したボード ● ARMな32bitマイコン(ARM Cortex-M7) ● RAM:512KB ROM:2MB ● 専用の開発環境(TrueStudio, SW4STM32) とUSB経由の書き込み ● PICやAVRに比べて高性能 ● ミドルウェアも充実(lwIP,FreeRTOS等) ● 割と安い(2000~3000円程度) https://www.st.com/ja/evaluation-tools/nucleo-f767zi.htmlより

全体の設計 ● TCPの実装は間に合わないため、専用プロキシでTCP ⇔ UDPの変換を行う ● F767上ではUDPを処理する ● HTMLはF767上でハードコーディング(FSは間に合わない)

自作プロトコルスタックについて ● 1to1で接続している状況で必要な最低限 なものだけを実装 ● ARP : MAC ⇔ IPアドレスの変換に必要 ● IP : ICMP, UDPの通信に必要 ● ICMP : pingは打てるようにしておきたい ● UDP : HTTPの通信に必要 OSみたいにカーネルスレッドとしては動かず、 main関数内でethernet_if_rx()が無限に回り、 上の層の関数を叩くだけ。 my

自作プロトコルスタックについて -ARP- ● RFC 826を参考にした(https://tools.ietf.org/html/rfc826) ● 唯一全ての機能を実装してある ● ARP Requestを受け取ると、ARP Replyを返す簡単なもの

自作プロトコルスタックについて -ICMP- ● RFC 792を参考にした(https://tools.ietf.org/html/rfc792) ● pingに必要なEchoとEcho Replyのみ実装 ● Linuxのpingはタイムスタンプも織り込む必要があるようだが、適当に受信した EchoのタイムスタンプをコピーしてEcho Replyに入れた。

自作プロトコルスタックについて -UDP- ● RFC 768を参考にした(https://tools.ietf.org/html/rfc768) ● UDP自体は完全な実装だが、IPv4の実装がガバガバ。 ● HTTPサーバー側から叩きやすいようにAPIを整備した(つもり)

専用プロキシについて ● TCP ⇔ UDPの変換を行う超手抜きなプロキシ ● 実質サーバーな気もするが気にしたら負け。

HTTPサーバーについて ● index.htmlだけしか存在しない ● それ以外は全て404 Not Found ● ハードコーディングされた文字列を送り返すだけ。 ● 時間なかったんや。許して。

色々動かす ● arp-scanでF7を探してみる ● pingで反応があるか確認 ● curlでとりあえずHello Worldを確認 ● firefoxで見てみる

今後の展望 ● やっぱりTCPは動かしたい。 ● BSDソケットぽいものにしたい。 ● FAT読めるようにしてSDカードからHTMLファイル読み出したい。 ● 他の処理も同時にしたい。 結論：自作OSしよう

おわりに ● 既存のプロトコルスタックはすごい！ ● TCP/IPはすごい！ ● 最近のマイコンはすごい！ ● ソースコードはさすがに今のままでは公開しません....