ESP32 + Amazon FreeRTOS で自分のプロジェクトを作成

はじめに

こちらの続きです。
ESP32にAmazon FreeRTOSを入れてAWS-IoTにつなぐ（Windows, Toolchain 8.4.0）

Amazon FreeRTOSを入手してデモを動かすところまではできましたが、その後、自分のプロジェクトを作るところでつまづいたので、その記録です。Hello Worldを出力することだけします。今回はAWS IoTにつなぎません。

こちらを参考に進めます。
Using FreeRTOS in your own CMake project for ESP32

【今回の環境】

• ESP32-DevKitC-32D
• Amazon FreeRTOS Version 202012.00
• Toolchain v5.2.0
• Windows 10

フォルダ構成

こうしました。

C:\IoT\
 └ ESP-FreeRTOS\
 　  ├ Tools\                   ... Toolkit
 　  ├ FreeRTOS\                ... Amazonからダウンロードしたもの
 　  └ Projects\
 　  　  └ 01_hello_world\      ... 今回のプロジェクト
 　  　  　  ├ CMakeLists.txt
 　  　  　  └ src\
 　  　  　  　  └ main.c

プログラム

mainプログラムは、ESP-IDFに付属のhello_worldを参考に、シンプルなものを用意。
https://github.com/espressif/esp-idf/blob/master/examples/get-started/hello_world/main/hello_world_main.c

01_hello_world\src\main.c

# include <stdio.h>
# include "freertos/FreeRTOS.h"
# include "freertos/task.h"
# include "esp_system.h"

void app_main()
{
    printf("Hello world!\n");

    for (int i = 10; i >= 0; i--) {
        printf("Restarting in %d seconds...\n", i);
        vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    }
    printf("Restarting now.\n");
    fflush(stdout);
    esp_restart();
}

CMakeFiles.txtは、AWSのドキュメントに載っていたものを参考に以下のようにしました。

01_hello_world\CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)

project(hello_world)

add_executable(hello_world src/main.c)

# Tell IDF build to link against this target.
set(IDF_PROJECT_EXECUTABLE hello_world)

# Add FreeRTOS as a subdirectory. AFR_BOARD tells which board to target.
set(AFR_BOARD espressif.esp32_devkitc CACHE INTERNAL "")
add_subdirectory(../../FreeRTOS FreeRTOS)

ビルド（Try & Error）

ビルドしてみます。

C:\IoT\ESP-FreeRTOS\Projects\01_hello_world> cmake -S . -B build -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../../FreeRTOS/tools/cmake/toolchains/xtensa-esp32.cmake -GNinja
-- The C compiler identification is GNU 5.2.0
-- The CXX compiler identification is GNU 5.2.0
-- The ASM compiler identification is GNU
(...snip...)
-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: C:/IoT/ESP-FreeRTOS/Projects/01_hello_world/build

C:\IoT\ESP-FreeRTOS\Projects\01_hello_world> cmake --build build
(...snip...)
[947/948] Linking CXX executable hello_world
FAILED: hello_world
cmd.exe /C "cd . && C:\IoT\ESP-FreeRTOS\Tools\tools\bin\xtensa-esp32-elf-g++.exe -mlongcalls -nostdlib @CMakeFiles\hello_world.rsp -o hello_world  && cd ."
FreeRTOS/esp-idf/freertos/libfreertos.a(tasks.c.obj):(.literal.xTaskIncrementTick+0x18): undefined reference to `vApplicationTickHook'
FreeRTOS/esp-idf/freertos/libfreertos.a(tasks.c.obj):(.literal.vTaskStartScheduler+0x18): undefined reference to `vApplicationGetIdleTaskMemory'
FreeRTOS/esp-idf/freertos/libfreertos.a(tasks.c.obj):(.literal.prvIdleTask+0x0): undefined reference to `vApplicationIdleHook'
FreeRTOS/esp-idf/freertos/libfreertos.a(tasks.c.obj): In function `xTaskIncrementTick':
C:/IoT/ESP-FreeRTOS/FreeRTOS/freertos_kernel/tasks.c:5248: undefined reference to `vApplicationTickHook'
C:/IoT/ESP-FreeRTOS/FreeRTOS/freertos_kernel/tasks.c:5248: undefined reference to `vApplicationTickHook'
FreeRTOS/esp-idf/freertos/libfreertos.a(tasks.c.obj): In function `vTaskStartScheduler':
C:/IoT/ESP-FreeRTOS/FreeRTOS/freertos_kernel/tasks.c:5248: undefined reference to `vApplicationGetIdleTaskMemory'
FreeRTOS/esp-idf/freertos/libfreertos.a(tasks.c.obj): In function `prvIdleTask':
C:/IoT/ESP-FreeRTOS/FreeRTOS/freertos_kernel/tasks.c:5248: undefined reference to `vApplicationIdleHook'
FreeRTOS/esp-idf/freertos/libfreertos.a(timers.c.obj):(.literal.xTimerCreateTimerTask+0x18): undefined reference to `vApplicationGetTimerTaskMemory'
FreeRTOS/esp-idf/freertos/libfreertos.a(timers.c.obj):(.literal.prvTimerTask+0x0): undefined reference to `vApplicationDaemonTaskStartupHook'
FreeRTOS/esp-idf/freertos/libfreertos.a(timers.c.obj): In function `xTimerCreateTimerTask':
C:/IoT/ESP-FreeRTOS/FreeRTOS/freertos_kernel/timers.c:338: undefined reference to `vApplicationGetTimerTaskMemory'
FreeRTOS/esp-idf/freertos/libfreertos.a(timers.c.obj): In function `prvTimerTask':
C:/IoT/ESP-FreeRTOS/FreeRTOS/freertos_kernel/timers.c:750: undefined reference to `vApplicationDaemonTaskStartupHook'
collect2.exe: error: ld returned 1 exit status
ninja: build stopped: subcommand failed.

C:\IoT\ESP-FreeRTOS\Projects\01_hello_world>

いくつか関数定義が足りず、リンクでエラーが出ました。
それぞれFreeRTOSのデモ用のソースコードにあった関数定義をsrc\main.cにコピー。

関数	コピー元
vApplicationTickHook()	vendors\espressif\boards\esp32\aws_demos\application_code\main.c
vApplicationIdleHook()	vendors\espressif\boards\esp32\aws_demos\application_code\main.c
vApplicationDaemonTaskStartupHook()	vendors\espressif\boards\esp32\aws_demos\application_code\main.c
vApplicationGetIdleTaskMemory()	demos\demo_runner\aws_demo.c
vApplicationGetTimerTaskMemory()	demos\demo_runner\aws_demo.c

再度ビルド。

C:\IoT\ESP-FreeRTOS\Projects\01_hello_world> cmake --build build
[0/2] Re-checking globbed directories...
[1/6] Performing build step for 'bootloader'
ninja: no work to do.
[4/4] Generating ../hello_world.bin
esptool.py v2.8

C:\IoT\ESP-FreeRTOS\Projects\01_hello_world>

上手くいったようなので、フラッシュしてモニタします。

C:\IoT\ESP-FreeRTOS\Projects\01_hello_world> cmake --build build --target flash
(...snip...)
Hard resetting via RTS pin...

C:\IoT\ESP-FreeRTOS\Projects\01_hello_world> python ..\..\FreeRTOS\vendors\espressif\esp-idf\tools\idf.py monitor
(...snip...)
Hello world!
Restarting in 10 seconds...
Restarting in 9 seconds...
Restarting in 8 seconds...
Restarting in 7 seconds...
Restarting in 6 seconds...
Restarting in 5 seconds...
Restarting in 4 seconds...
Restarting in 3 seconds...
Restarting in 2 seconds...
Restarting in 1 seconds...
Restarting in 0 seconds...
Restarting now.
ets Jun  8 2016 00:22:57
(...snip...)
Hello world!
Restarting in 10 seconds...
Restarting in 9 seconds...
Restarting in 8 seconds...
Restarting in 7 seconds...
(...以降繰り返し...)

うまく動きました。