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# Raspberry Pi Pico で Baremetal Rust プログラムの実行

こんな記事があった。
Raspberry Pi Pico で Rust のプログラムを動かしている人がいるらしい。
https://www.cnx-software.com/2021/02/05/raspberry-pi-pico-gets-supports-for-rust-rt-thread-os-and-freertos/
https://github.com/rp-rs

## 開発環境

Raspberry Pi 4 (8GB)
Ubuntu Server (Ubuntu 20.04.1 LTS)
Rust / Cargo 1.49.0

## rp2040 crate
RP2040 マイコンの creat がある🥰。
https://docs.rs/rp2040/0.1.0/rp2040/

## L チカプログラム
上の記事の L チカプログラムを動作させてみる。

pico-blink-rs
https://github.com/rp-rs/pico-blink-rs
0.2.0 を使った。

### Rust プログラムのビルド

メインのプログラムは、https://github.com/rp-rs/pico-blink-rs/blob/develop/src/main.rs にあるように、1 秒ごとの L チカの無限ループになっている。

clone してビルドしてみる。

$ cargo build --release
    Updating crates.io index
    Updating git repository `https://github.com/rp-rs/rp2040-pac`
  Downloaded crc-any v2.3.5
  Downloaded syn v1.0.60
  Downloaded rp2040-boot2 v0.1.2
  Downloaded nb v1.0.0
  Downloaded cortex-m-rt-macros v0.1.8
  Downloaded r0 v0.2.2
  Downloaded vcell v0.1.3
  Downloaded debug-helper v0.3.10
  Downloaded cortex-m v0.7.1
  Downloaded bitfield v0.13.2
  Downloaded bare-metal v0.2.5
  Downloaded cortex-m-rt v0.6.13
  Downloaded void v1.0.2
  Downloaded nb v0.1.3
  Downloaded panic-halt v0.2.0
  Downloaded embedded-hal v0.2.4
  Downloaded volatile-register v0.2.0
  Downloaded 17 crates (593.7 KB) in 1.52s
   Compiling semver-parser v0.7.0
   Compiling proc-macro2 v1.0.24
   Compiling cortex-m v0.7.1
   Compiling unicode-xid v0.2.1
   Compiling nb v1.0.0
error[E0463]: can't find crate for `core`
  |
  = note: the `thumbv6m-none-eabi` target may not be installed

error: aborting due to previous error

For more information about this error, try `rustc --explain E0463`.
error: could not compile `nb`

To learn more, run the command again with --verbose.
warning: build failed, waiting for other jobs to finish...
error: build failed

エラーになったので、`thumbv6m-none-eabi` target をインストールする。

$ rustup target add thumbv6m-none-eabi
info: downloading component 'rust-std' for 'thumbv6m-none-eabi'
info: installing component 'rust-std' for 'thumbv6m-none-eabi'
info: using up to 500.0 MiB of RAM to unpack components

まだエラーになる。

$ cargo build --release            Compiling nb v1.0.0
   Compiling void v1.0.2
   Compiling vcell v0.1.3
   Compiling rp2040-pac v0.1.1 (https://github.com/rp-rs/rp2040-pac?branch=main#ad2bdba6)
   Compiling bitfield v0.13.2
   Compiling pico-blink-rs v0.2.0 (/home/ubuntu/dev/pico/pico-blink-rs)
   Compiling r0 v0.2.2
   Compiling panic-halt v0.2.0
   Compiling semver v0.9.0
   Compiling proc-macro2 v1.0.24
   Compiling cortex-m v0.7.1
   Compiling crc-any v2.3.5
   Compiling syn v1.0.60
   Compiling cortex-m-rt v0.6.13
   Compiling volatile-register v0.2.0
   Compiling nb v0.1.3
   Compiling embedded-hal v0.2.4
   Compiling rustc_version v0.2.3
   Compiling rp2040-boot2 v0.1.2
   Compiling bare-metal v0.2.5
   Compiling quote v1.0.8
   Compiling cortex-m-rt-macros v0.1.8
error[E0609]: no field `gpio25` on type `PADS_BANK0`
   --> src/main.rs:126:18
    |
126 |     p.PADS_BANK0.gpio25.write(|w| {
    |                  ^^^^^^ unknown field

error[E0609]: no field `gpio25_ctrl` on type `IO_BANK0`
   --> src/main.rs:133:16
    |
133 |     p.IO_BANK0.gpio25_ctrl.write(|w| {
    |                ^^^^^^^^^^^ unknown field

error: aborting due to 2 previous errors

For more information about this error, try `rustc --explain E0609`.
error: could not compile `pico-blink-rs`

To learn more, run the command again with --verbose.

DOCS.RS の rp2040-0.1.0 のページには `pads_bank0` の `gpio25` と `io_bank0` の `gpio25_ctrl` がありそうな感じがするので、`Cargo.toml` でバージョンを指定してみる。
https://docs.rs/rp2040/0.1.0/rp2040/pads_bank0/index.html
https://docs.rs/rp2040/0.1.0/rp2040/io_bank0/index.html

`cargo.toml`

#rp2040-pac = { git = "https://github.com/rp-rs/rp2040-pac", branch="main" }
rp2040-pac = "0.1.0"

$ cargo build --release
    Updating crates.io index
  Downloaded rp2040-pac v0.1.1
  Downloaded 1 crate (471.8 KB) in 1.66s
   Compiling semver-parser v0.7.0
   Compiling proc-macro2 v1.0.24
   Compiling unicode-xid v0.2.1
   Compiling cortex-m v0.7.1
   Compiling debug-helper v0.3.10
   Compiling nb v1.0.0
   Compiling syn v1.0.60
   Compiling void v1.0.2
   Compiling vcell v0.1.3
   Compiling cortex-m-rt v0.6.13
   Compiling bitfield v0.13.2
   Compiling rp2040-pac v0.1.1
   Compiling r0 v0.2.2
   Compiling pico-blink-rs v0.2.0 (/home/ubuntu/dev/pico/pico-blink-rs)
   Compiling panic-halt v0.2.0
   Compiling crc-any v2.3.5
   Compiling semver v0.9.0
   Compiling nb v0.1.3
   Compiling volatile-register v0.2.0
   Compiling embedded-hal v0.2.4
   Compiling rustc_version v0.2.3
   Compiling rp2040-boot2 v0.1.2
   Compiling bare-metal v0.2.5
   Compiling quote v1.0.8
   Compiling cortex-m-rt-macros v0.1.8
    Finished release [optimized + debuginfo] target(s) in 1m 40s

無事ビルドが通った。
`target/thumbv6m-none-eabi/release/pico-blink-rs` がプログラム本体。

$ file target/thumbv6m-none-eabi/release/pico-blink-rs
target/thumbv6m-none-eabi/release/pico-blink-rs: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), statically linked, with debug_info, not stripped

### ELF ファイルを UF2 ファイルに変換

`pico-blink-rs` を `elf2uf2` で UF2 ファイルに変換する。
まず `elf2uf2` を作成する。こちらのページを参考にした。
https://beta-notes.way-nifty.com/blog/2021/02/post-2fff25.html

$ cd pico-sdk/tools/el2uf2
mkdir build
cd build
export PICO_SDK_PATH=../../../../pico-sdk
cmake ..
make
sudo cp elf2uf2 /usr/local/bin/

`elf2uf2` を使って ELF を uf2 に変換する。

$ elf2uf2 target/thumbv6m-none-eabi/release/pico-blink-rs target/thumbv6m-none-eabi/release/pico-blink-rs.uf2

`picotool info` でファイルが生成されていることを確認する。

$  picotool info target/thumbv6m-none-eabi/release/pico-blink-rs.uf2
File target/thumbv6m-none-eabi/release/pico-blink-rs.uf2:

Program Information
 none

### 作成したプログラムのコピー

Pico に `pico-blink-rs.uf2` をコピーすると Rust での L チカが確認できる。

$ dmesg | tail
[22275.279236]  sda: sda1
[22275.285711] sd 0:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk
$ sudo mount /dev/sda1 /mnt/pico
$ sudo cp pico-blink-rs.uf2 /mnt/pico
$ sudo sync
$ sudo umount /mnt/pico

## rp2040 の crates
https://crates.io/search?q=rp2040

rp-pico の方がダウンロード数が多いかも。