はじめに

以前からRustのFFIに興味があったのと将来的には組み込みRustアプリプラットフォーム的なもの(https://zenn.dev/lowlvengineer/scraps/1cdd84cc98d923)を作りたくてその前準備のためにやってみた。
環境その他
構築した環境は以下のリポジトリに格納した。 https://github.com/Embeded-ojisan/FreeRTOS_and_Rust
使ったツールとそのversion
- bindgen(0.59.1)
- cc、ctyなど

ターゲットとしてはlm3s6965evb(QEMU)を採用する。
- 採用した理由は以下である。
  - QEMUを使用できる。
  - FreeRTOS側にサンプルアプリが存在するため。
    - 今後、Rustアプリを書く際に参考に。
      概要
RTOS上でのRust開発環境を構築するための大まかな手順は以下である。
- bindgenによりC言語のヘッダーからRustのコード(バインディング)を生成
- RTOSとRustアプリのビルド設定
- 環境の立ち上げ
- アプリ開発
上記の手順の中でハマりやすい部分に絞ってこれから解説する。

bindgenによりC言語のヘッダーからRustのコードを生成

bindgenとは
- C/C++のヘッダーを元にしてRustのコードを生成するツールである。
  - https://rust-lang.github.io/rust-bindgen/
- 以下リンクに記載のように手書きでC言語による下回りを書くことも可能であるがそこそこ手間になるため使ってみた。
  - http://blog.kmckk.com/archives/5799132.html
ハマりどころ①：別々にヘッダーのコードを生成するとコンフリクトが起きることも。
- FreeRTOSにはtask.hやlist.hなど複数のヘッダーファイルが存在する。その各々をRustのバインディングに変換してもいいのでは？と思うがうまくいかない。
- 基本的にbindgenはヘッダーの中身を機械的にバインディングに変換する。そのため、ライブラリ共通の型定義などを各ヘッダーが展開する形式だと、各々の内容が機械的にRustに変換され、それらを取り込んでコンパイルする際にコンフリクトしてしまう。それを避けるために以下のように変換したいヘッダーファイルを一度、あるヘッダーに集積し、それをbindgenに入力する方式にしないといけない。

ハマりどころ②：そのまま動かすとstdが入り込む。
- 上記のようになっているためno_std環境で使用するためにはひと手間必要です。
- 調べると--use-coreしろと出てくるが最近のbindgenはそうしてもstd::os:rawを追加する。
- そのため、--ctypes-prefix ctyも追加する必要がある。

ここでC言語で書かれたFreeRTOSとRustのコードを繋ぐのがcc(https://docs.rs/cc/latest/cc/)というcrateである。
以下で記載されているccはbuild.rs内でC/C++のコードをコンパイルするのに便利なものである。
- https://zenn.dev/termoshtt/books/b4bce1b9ea5e6853cb07/viewer/cc
これを使ってFreeRTOSのコードをビルドする手続きをbuild.rsに記載することでいい感じにRust側とリンクしてくれる。