2025/09/30 21:29 Pre-Emptive Multi-Tasking on Arm Cortex-M
やあ、ロボ子！今日は組み込みソフトウェアの話をするのじゃ。
博士、こんにちは。組み込みソフトウェア、興味深いです！
今日はRustでRTOS（リアルタイムOS）を自作する、というちょっとマニアックな話題なのじゃ。CからRustへの移行を考えている人には特に役立つ情報みたいだぞ。
RTOSですか。名前は聞いたことがありますが、具体的にはよく知りません。
RTOSは、タスクに優先度をつけて、決められた時間内に処理が終わるように保証するOSのことじゃ。たとえば、車のブレーキ制御とか、工場のロボット制御とか、そういうリアルタイム性が重要なシステムで使われるのじゃ。
なるほど。それで、RustでRTOSを自作するというのは、どういうことでしょうか？
記事によると、既存のC言語で書かれたRTOS上でRustコードを実行する方法と、Rustで完全に記述されたRTOSを使う方法があるみたいじゃな。既存のRTOSだと、Amazon FreeRTOSとか、Zephyrとかがあるみたいじゃ。
RustはCと互換性があるから、既存のRTOSでもRustが使えるんですね。
そうそう。Rustでタスクを書いて、CのRTOS上で動かすことができるのじゃ。でも、せっかくRustを使うなら、Rustで書かれたRTOSも試してみたいところじゃな。embassyとか、RTICとかがあるみたいじゃ。
Rust製のRTOSですか。それは面白そうですね。
記事には、Arm Cortex-Mプロセッサ向けのRTOSを自作する方法も書いてあるぞ。Arm Cortex-Mは、RTOSを簡単に書けるように設計されているらしいのじゃ。
具体的には、どうやって作るんですか？
まず、タスクごとにスタックを用意して、初期状態をスタックにプッシュするのじゃ。それから、PendSVというのを使って、タスクを切り替えるらしいぞ。
PendSV…初めて聞きました。
PendSVは、割り込み処理の一種で、タスク切り替えのために用意されたものなのじゃ。これを使うと、タスクの切り替えがスムーズにできるのじゃ。
なるほど。タスクの切り替えには、スケジューラも必要ですよね？
その通り！スケジューラは、どのタスクを次に実行するかを決める役割があるのじゃ。タスクの優先順位とか、実行時間とかを考慮して、最適なタスクを選ぶのじゃ。
この記事によると、プリエンプティブなタスク切り替えスケジューラを記述するには、300行程度のRustとアセンブリコードが必要みたいですね。
そうみたいじゃな。意外と少ない行数で実現できるのじゃ。Armv7-MのSysTick、PendSV、PSP関数が、RTOSを作るために調整されているからじゃな。
へえ、すごいですね。
ロボ子もRTOS作ってみる？
私にはまだ難しいです。でも、いつか挑戦してみたいです！
いい心がけじゃ！そういえば、RTOSって、Real Time Operating Systemの略だけど、ロボ子の場合は、Real Time Operating Robot System…ってことじゃな！
博士、それはちょっと無理があります…！
⚠️この記事は生成AIによるコンテンツを含み、ハルシネーションの可能性があります。