12ステップで作る組み込みOS自作入門

1章

H8/3069FにELFは直接書き込めない

モトローラSレコードフォーマットに変換が必要

objcopyで変換可能

code:shell

$ $HOME/12steps/h8300-elf/bin/objcopy -O srec kzload kzload.mod

シリアル接続可能な端末エミュレーター

cu

code:shell

$ sudo cu -l /dev/tty.usbserial-FTRTGKIU

Hello World

~.

Disconnected.

minicom

kermit

2章

メモリマップドIO

CPUのアドレス空間に割り振られたレジスタで操作するIO

チップ・セレクト信号

チップ・セレクト

チップセレクトピンが1になった場合のみ、チップが動作する

volatile

コンパイラによる最適化を抑制するキーワード

メモリマップドIOのレジスタ操作を変更されないようにするために使う

最適化によりレジスタへのアクセスの順序の変更

無限ループの削除

SMR

シリアルモードレジスタ

SCR

シリアルコントロールレジスタ

シリアル入出力の操作

BRR

ビットレートレジスタ

シリアル通信の速度（ボーレート）の操作

9600bpsが一般的

115200bpsもよく利用される

H8/3069Fはクロック数がそれほど高くないので通信できないことがある

SCIで1文字出力するのに２つのレジスタを利用する

TDR

トランスミットレジスタ

SSR

シリアルステータスレジスタ

手順

SSRの送信完了ビットがおいていないか確認

TDRに送信した文字を書き込む

SSRの送信完了ビットを落とす

送信が完了すると、コントローラーがSSRの送信完了ビットを立てる

スタートアップ

動作開始処理のこと

C RunTimeの略

割り込み

割り込みベクタ

ハンドラのアドレスを記述しておく特別なアドレス

割り込み発生時にどのアドレスから実行するか設定しておく

リセットベクタ

リセットが発生するとリセットベクタを参照して処理を開始する

3章

ROM上に変数を配置すると代入しても書き換わらない

変数の初期値はROMに保存

プログラム起動時にROM上の初期値をRAMにコピー

変数にアクセスするときはRAMのアドレスに対してアクセス

ロードアドレス・物理アドレス

変数の初期値が配置されるアドレス

リンクアドレス・論理アドレス

プログラムが変数にアクセスするアドレス

テキスト領域

機械語コードが置かれる

データ領域

初期値を持つ静的変数などが置かれる

BSS領域

初期値を持たない静的変数などが置かれる

データ領域とBSS領域をROM上に配置されると静的変数の書き換えができない

リンカスクリプトで配置先を変更する

リンカスクリプト

シンボル

C言語のプログラムからセクションの位置を把握するために必要

ロケーションカウンタ

code:lcr

. = 0x0

セクションの作成

code:lcr

.vectors : {

vectors.o(.data)

}

.text : {

*(.text)

}

MEMORYコマンド

メモリ領域の定義

code:lcr

MEMORY

{

romall(rx) : o = 0x000000, l = 0x080000 /* 512KB */

vectors(r) : o = 0x000000, l = 0x000100 /* top of ROM */

rom(rx) : o = 0x000100, l = 0x07ff00

ramall(rwx) : o = 0xffbf20, l = 0x004000 /* 16KB */

data(rwx) : o = 0xfffc20, l = 0x000300

stack(rw) : o = 0xffff00, l = 0x000000 /* end of RAM */

}

配置場所の指定

code:lcr

.vectors : {

vector.o(.data)

} > vectors

.dataセクションの物理アドレスをrom上に配置する

.dataセクションのリンクをRAM上のアドレスをベースにできるが、ロードはROMから行われるようにする

VA ≠ PAのための対応

code:lcr

.data : {

_data_start = . ;

*(.data)

_edata = . ;

} > data AT> rom

シンボルの配置

カレントアドレスにシンボルを配置する

code:lcr

_text_start = . ;

静的変数の読み書きはリンカスクリプトの対応だけでは不十分

初期値の設定のために起動時にROMの初期値をRAMにコピーが必要

4章 ブートローダー

ROMのメーカーが保証する書き込み回数は限られている

ブートローダー

フラッシュROMに書き込む代わりに実行形式をシリアル通信でダウンロードし、RAMに展開して起動するプログラム

修正のたびにフラッシュROMを書き換えなくて済む

ROM化

製品化の段階で開発したプログラムをROMに書き込む

XMODEM

古くからあるシリアル通信でのファイル転送のためのプロトコル

転送効率が良くない

信頼性が低い

プロトコル

NAK

EOF

ACK

EOT

CAN