hello-world-on-RTOS

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1. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 1/18 Hello World Hello World だけ だけ だけ だけ で来ました で来ました で来ました で来ました Edition Edition RTOS RTOS 中林智之(connectFree 株式会社) 2019/3/25 Rust LT #3 @LDScell
2. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 2/18 今回の 今回の 今回の 今回の Hello World Hello World RTOS (Real Time Operating System) 上でRust から Hello World する ターゲット環境: Linux Foundation 傘下のプロジェクト device tree やKconfig など、Linux から⼊りやすい ROM: 10KB, RAM: 4KB から動作する C ⾔語 Zephyr
3. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 3/18 Rust Rust から⾒た から⾒たRTOS から⾒た から⾒たRTOS no_std だけど、若⼲ホストされていて だけど、若⼲ホストされていて中途半端 POSIX 互換のRTOS もある POSIX subset のRTOS もある（Zephyr も） libc が提供されることもある （多くの場合）configuration でAPI が増減する
4. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 4/18 Rust Rust のホストとして⾒る のホストとして⾒る のホストとして⾒る のホストとして⾒る Zephyr Zephyr なんとかなりそうな感じを醸し出してくる minimal libc malloc/free, etc printf/puts/fwrite, etc strcmp/memcopy, etc posix open/close/sleep/sem, etc socket/pthread/signal, etc
5. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 5/18 早速 早速 早速 早速 bindings bindings を作って を作って を作って を作って printf printf #![no_std] use bindings as zephyr; use cty; #[no_mangle] pub extern "C" fn rust_main() { unsafe { zephyr::printf( b"Hello %s\0".as_ptr() as *const cty::c_char, b"Rust\0".as_ptr()); } }
6. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 6/18 RTOS 上で 上で RTOS 上で 上で Rust Rust から から から から Hello World Hello World でき でき でき でき た！ た！ た！ た！ 完 完 完 完
7. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 7/18 という訳にはいかない！ という訳にはいかない！ という訳にはいかない！ という訳にはいかない！ ダサすぎ！安全性皆無！ unsafe { zephyr::printf( b"Hello %s\0".as_ptr() as *const cty::c_char, b"Rust\0".as_ptr()); }
8. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 8/18 print! print!/ /println! println! マクロを実 マクロを実 マクロを実 マクロを実 装する 装する 装する 装する println! は、（基本）print! に \n をくっつけるだけ。 マクロへの引数を全て渡して format_args! を 呼び出す format_args の結果を引数として、 _print を呼び 出す #[macro_export] macro_rules! print { ($($arg:tt)*) => ($crate::io::_print(format_args!($($arg)*))); }
9. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 9/18 format_args! format_args! コンパイラ組込みの⼿続きマクロ。 フォーマット⽂字列と引数群から、良い感じ fmt::Arguments を構築（するコードを⽣成） 良い感じに、で納得できない⽅は、下のブログが ⾮常に詳しいです。 ubnt-intrepid's blog:Rust の⽂字列フォーマット回り （改訂版）
10. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 10/18 _print _print fmt::Write トレイトを実装したオブジェクトの write_fmt に fmt::Arguments を渡して呼び出 す。 pub fn _print(args: fmt::Arguments) { use core::fmt::Write; let mut writer = DebugWriter {}; writer.write_fmt(args).unwrap(); // ★ }
11. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 11/18 write_fmt write_fmt fmt::Write トレイトのメソッド。 デフォルト実装が あり、fmt::Arguments を分解し、str に変換して、 write_str を呼び出す Hello {} で1 回、 From {} で1 回、それぞれ write_str が呼ばれる print!("Hello {} From {}", "World", "Rust");
12. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 12/18 write_str write_str pub struct DebugWriter {} impl fmt::Write for DebugWriter { fn write_str(&mut self, s: &str) -> fmt::Result { // Zephyr のAPI を使って`s` を表⽰する Ok(()) } }
13. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 13/18 ボツ実装 ボツ実装1 （擬似コード） （擬似コード） ボツ実装 ボツ実装1 （擬似コード） （擬似コード） C ⾔語の⽂字列はナル⽂字で終端されてないとダ メ！ バッファオーバーランして死亡！ fn write_str(&mut self, s: &str) -> fmt::Result { unsafe { printf("%s\0", s.as_ptr()); } Ok(()) }
14. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 14/18 ボツ実装 ボツ実装2 （擬似コード） （擬似コード） ボツ実装 ボツ実装2 （擬似コード） （擬似コード） 64MHz のプロセッサで無駄なことやるなし！ 組込 み屋さんとしての敗北！ fn write_str(&mut self, s: &str) -> fmt::Result { let iter = s.bytes().chain("\0".bytes()); for (i, byte) in iter.enumerate() { buf[i] = byte; // 別途⽤意したバッファにコピー } unsafe { printf(b"%s\0".as_ptr() as *const cty::c_char, &b Ok(()) }
15. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 15/18 printf printf では埒があかぬ！ では埒があかぬ！ では埒があかぬ！ では埒があかぬ！ 所詮printf は、stdout にフォーマットした⽂字列を 出⼒するだけ Rust がフォーマットしてくれているのだから、 stdout にバイナリデータをぶち込めれば良い fwrite() を使うことに
16. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 16/18 完成品 完成品 完成品 完成品 println! マクロがZephyr 上で使える！ fn write_str(&mut self, s: &str) -> fmt::Result { unsafe { zephyr::fwrite(s.as_ptr() as *const cty::c_void, s.len(), 1, stdout_as_ptr_mut()); } Ok(()) } println!("Hello from {}", "Rust");
17. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 17/18 まとめ まとめ まとめ まとめ RTOS(Zephyr) 上でRust のprintln! マクロを実装し て、Hello World した！ Hello World だけでも意外とおもしろい発表ネ タ！ Hello World だけでも堂々と発表しよう！
18. 3/25/2019 reveal.js http://localhost:3000/?print-pdf 18/18 宣伝〜和訳やってます〜 宣伝〜和訳やってます〜 宣伝〜和訳やってます〜 宣伝〜和訳やってます〜 今朝⼀通り和訳完了！ print! マクロの作り⽅解説もあるよ！ The Embedded Rust Book Discovery