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STM32CubeIDEでTOPPERS/ASPカーネルとHALドライバを同居 - 準備編 (1)

Last updated at 2019-10-23Posted at 2019-09-24

はじめに

こちらの記事にて「STM32CubeIDEでTOPPERS/ASPカーネルを動かす」ことには成功しました。

がしかし、単にASPカーネルを取り込んだだけなので、STマイクロのHALドライバが使えません。。。

昔気質のエンジニアであれば、
「ドライバはゴリゴリ書くもんじゃ！！」
なんて言い出しそうですが、時代じゃないですね。楽できるところは楽しちゃいましょう。笑

ということで、これらを同居させる方法を紹介します！

環境

Ubuntu 16.04 LTS
評価用ボード: STM32L4 Discovery kit IoT node - 型番はB-L475E-IOT01A
STM32CubeIDE 1.0.2

本編

1. ASPカーネル環境構築

先に書いてしまうと、かなり面倒なため、以下に成果物は配置済みです。
面倒な方はaspディレクトリごとコピーし、1-3.にスキップしてください。

1-1. 過去資産の取り込み

STM32CubeIDEでTOPPERS/ASPカーネルを動かす - 準備編 - Qiita
https://qiita.com/imagou/items/8e19ed77884af4fb4e71

に従い、
ASPカーネルがビルドでき、かつ正常動作する
ところまで確認してください。

1-2. 追加修正

1-2-1. シンボル定義を削除

（削除する理由はこちらを参照）

まず、リンカスクリプトからhardware_init_hookを削除。

user@user-VirtualBox:~/toppers/asp/target/stm32l476discovery_gcc$ grep hardware_init_hook stm32l4xx_rom.ld
PROVIDE(hardware_init_hook = 0);
user@user-VirtualBox:~/toppers/asp/target/stm32l476discovery_gcc$ cp -p stm32l4xx_rom.ld stm32l4xx_rom.ld.org
user@user-VirtualBox:~/toppers/asp/target/stm32l476discovery_gcc$ grep -v hardware_init_hook stm32l4xx_rom.ld.org > stm32l4xx_rom.ld
user@user-VirtualBox:~/toppers/asp/target/stm32l476discovery_gcc$ diff stm32l4xx_rom.ld stm32l4xx_rom.ld.org
9a10
> PROVIDE(hardware_init_hook = 0);

また、cfg1_outのビルドが通らなくなるので、リンカスクリプトを二重化。

user@user-VirtualBox:~/toppers/asp/OBJ$ cp -p Makefile Makefile.org
user@user-VirtualBox:~/toppers/asp/OBJ$ sed -i -e 's/^\(\s*\)CFG1_OUT_LDFLAGS\(.*\)$(LDSCRIPT)$/&.org/' Makefile
user@user-VirtualBox:~/toppers/asp/OBJ$ diff Makefile Makefile.org
278c278
<   CFG1_OUT_LDFLAGS := $(CFG1_OUT_LDFLAGS) -Wl,-T,$(LDSCRIPT).org
---
>   CFG1_OUT_LDFLAGS := $(CFG1_OUT_LDFLAGS) -Wl,-T,$(LDSCRIPT)

1-2-2. ヘッダの名称変更

以下の通り、stm32l4xx.hというヘッダがincludeされています。

user@user-VirtualBox:~/toppers/asp$ find . -name stm32l4xx.h
./arch/arm_m_gcc/stm32l4xx/stm32l4xx.h
user@user-VirtualBox:~/toppers/asp$ grep -r stm32l4xx.h
arch/arm_m_gcc/stm32l4xx/MANIFEST:stm32l4xx.h
arch/arm_m_gcc/stm32l4xx/chip_config.c:#include "stm32l4xx.h"
arch/arm_m_gcc/stm32l4xx/stm32l4xx.h: *  @(#) $Id: stm32l4xx.h,v 1.2 2018/11/05 20:31:08 roi Exp $
（略）

本ファイルがHALドライバと重複してしまうので、事前に_renamed_stm32l4xx.hに変更しておきます。

当然ですが、ファイル名変更だけではビルドが通らないので、中身（include元）も変更してください。
（MANIFESTファイルも変更しなきゃいけない模様。。。）

1-3. ビルド・動作確認

先の手順と同様、ビルドが通ること、及び正常動作を確認してください。

2. アプリケーションの独立化

HALドライバ呼び出しのため、OBJディレクトリ配下にあったアプリケーションを独立化させます。

2-1. 作成

OBJディレクトリごとコピーしてMakefileを書き換えて云々、、、の手順が同じく面倒なので、以下に成果物を配置しました。
applicationディレクトリごとコピーしてください。

2-2. ビルド

ビルドが通ることだけ確認します。ここではコンパイルだけ実施、リンカは動かしていません。

（以下ディレクトリに移動し）
user@user-VirtualBox:~/toppers/application$ make depend
if ! [ -f Makefile.depend ]; then \
        rm -f kernel_cfg.timestamp kernel_cfg.h kernel_cfg.c ; \
（略）
check complete
Generating Makefile.depend.
user@user-VirtualBox:~/toppers/application$ make
arm-none-eabi-gcc -c  -DSIO_PORTID=2 -mlittle-endian -nostartfiles -mthumb  -mcpu=cortex-m4 -mfloat-abi=softfp -mfpu=fpv4-sp-d16 -g  -Wall -O2  -DTOPPERS_CORTEX_M4 -D__TARGET_ARCH_THUMB=4 -D__TARGET_FPU_FPV4_SP -DTOPPERS_FPU_ENABLE -DTOPPERS_FPU_LAZYSTACKING -DTOPPERS_FPU_CONTEXT  -DTOPPERS_ROM -I. -I../asp/include -I../asp/arch -I../asp  -I../asp/target/stm32l476discovery_gcc -I../asp/arch/arm_m_gcc/stm32l4xx -I../asp/arch/arm_m_gcc/common -I../asp/arch/gcc   -DALLFUNC  -I../asp/kernel kernel_cfg.c
arm-none-eabi-gcc -c  -DSIO_PORTID=2 -mlittle-endian -nostartfiles -mthumb  -mcpu=cortex-m4 -mfloat-abi=softfp -mfpu=fpv4-sp-d16 -g  -Wall -O2  -DTOPPERS_CORTEX_M4 -D__TARGET_ARCH_THUMB=4 -D__TARGET_FPU_FPV4_SP -DTOPPERS_FPU_ENABLE -DTOPPERS_FPU_LAZYSTACKING -DTOPPERS_FPU_CONTEXT  -DTOPPERS_ROM -I. -I../asp/include -I../asp/arch -I../asp  -I../asp/target/stm32l476discovery_gcc -I../asp/arch/arm_m_gcc/stm32l4xx -I../asp/arch/arm_m_gcc/common -I../asp/arch/gcc  sample1.c

3. STM32CubeIDEへの取り込み

3-1. ASPカーネル

3-1-1. 空のプロジェクト生成

STM32CubeIDEから「STM32 project」でもって作成します（ターゲットボードは適当に選択してください）。

「Project Name」は「RTOS」
「Targeted Binary Type」は「Static Library」
「Targeted Project Type」は「Empty」

以上とし、「Finish」押下で、空のプロジェクトが生成されます！

3-1-2. インポート

「RTOS」プロジェクトの上で右クリック - 「Import...」を選択。

「General」 - 「File System」を選び、「Next >」押下。

「From directory」で作成済みの「asp」ディレクトリを選択
すべてのディレクトリ・ファイルにチェック
「Create top-level folder」にもチェックを入れる

とし、最後に「Finish」ボタンを押下すると、、、

以下の通り、見事に取り込まれました！

3-1-3. 余計なディレクトリを削除

必須ではありませんが、使わないであろう「Src」「Inc」は右クリックメニューから削除しておきましょう。
（画像はありません、すみません）

3-1-4. ビルドロケーションの変更

プロジェクトの上で右クリック - 「Properties」を開き、「C/C++ Build」メニューを選択します。

「Makefile generation」の「Generate Makefiles automatically」のチェックを外す
「Build location」の「Build directory」のお尻を「Debug」から「asp/OBJ」に変更

した後、「Apply and Close」を押下。

3-1-5. いざ、ビルド

後は、右クリックメニューから「Clean Project」「Build Project」を実行するだけです。
（場合によっては、コンソールでのmake cleandep/make dependが必要かもしれません）

無事通っていますね！

3-2. アプリケーション

3-2-1. 空のプロジェクト生成

こちらは単なるオブジェクトなので、STM32CubeIDEから「C/C++ project」でもって作成します。

下記画面のように、「C Managed Project」を選択してください。

「Project name」は「RTApp」
「Project type」は「Empty Project」
「Toolcahins」は「MCU ARM GCC」

とし、「Finish」押下で、空のプロジェクトが作成されます。

3-2-2. インポート

[ASPカーネル]（#3-1-2-インポート）とやり方は同じです。
インポートするディレクトリは「application」としてください。

3-2-3. ビルドロケーションの変更

こちらは、「Build location」の「Build directory」のお尻を「Debug」から「application」に変更します。

3-2-4. Makefile書き換え

ASPカーネルのパスが変わったので、Makefileを書き換えます。

user@user-VirtualBox:~/workspace/STM32CubeIDE/RTApp/application$ cp -p Makefile Makefile.org
user@user-VirtualBox:~/workspace/STM32CubeIDE/RTApp/application$ sed -i -e 's/^\(SRCDIR\)\(\s*\)\(=\)\(\s*\)\(.*\)$/\1\2\3\4..\/..\/RTOS\/asp/' Makefile
user@user-VirtualBox:~/workspace/STM32CubeIDE/RTApp/application$ diff Makefile Makefile.org
70c70
< SRCDIR = ../../RTOS/asp
---
> SRCDIR = ../asp