最近は仕事が充実（忙しい）しているので電子工作は全くやってませんでした。
というところで、 WWDC2024 にて Embedded Swift なるものが紹介されてる。。というのを知り合いの facebook の投稿で知る。
Swift だと何がいいのか？うん、よくわからないけど Swift で書いたコードが組み込みマイコンで動かしてみたいじゃないですか。
というわけで Example のビルドに成功したっぽいので、そこまでの軌跡を忘れないようメモしておきます(2024/6/16)。
WWDC2024 のビデオはこちら。各種ドキュメントなどのリンクもまとまってるので便利。
ESP32-C6 のボードを Home app でコントロールできるようにするデモです。
Matter API というのを導入して、Smart Home Network に接続できるようにしてるみたい。
開発環境の導入
対応するマイコンボードはいくつかあるようですが、手元にあるのはラズピコ、ラズピコw なので、まずはラズピコの環境を整えてみました。
結論からいうとビルドの途中でリンク時にこけます。どうやら ** （冪乗かな？）の記述を受け付けないライブラリなのに、コードの中にそういう記述があってリンクできないでこけるようです。最新のツールチェーンでもダメなようなので、ラズピコは諦めて ESP32-C6 の Example のビルドを試みました。
インストール
インストールは Swift の Toolchain とマイコンの SDK を入れる二つの作業が必要です。
うちは M2 MacBook Air なのでそれに合うツールをインストールしていきます。
Swift
https://www.swift.org/install/macos/ から持ってきます。現状は組み込み向けの Toolchain は普通の最新版を持ってきてはダメで、リンク先の main っていうところの Download Toolchain から dev 版をダウンロードしました。pkg なんで、ダブルクリックして開いてインストールします。
それで TOOLCHAINS という環境変数をセットしてあげると dev 版を使えるようになります。
TOOLCHAINS という環境変数に与える値は、
/Library/Developer/Toolchains/swift-DEVELOPMENT-SNAPSHOT-2024-06-13-a.xctoolchain/Info.plist
(バージョンによってパスが異なるので適宜合わせること)の中を見れば書いてあります（正式にはどうやって調べるのかわかりません）。以下の string に囲まれたのが TOOLCHAINSS に与える値です。
<string>org.swift.59202406131a</string>
以下のように指定します。
% TOOLCHAINS=org.swift.59202406131a
すると
% swift --versionで、バージョン確認できます。
% swift --version
Apple Swift version 6.0-dev (LLVM 57177aa1b91540b, Swift 8be62863326595c)
Target: arm64-apple-macosx14.0
ちゃんと 6.0-dev に切り替わってました。
これで Swift は OK。
ESP32C6 SDK
マイコンの SDK を入れます。
こちらの macOS のところを参考にインストールしていきます。
brew は入ってるので、
% brew install cmake ninja dfu-util
% brew install ccache
% mkdir -p ~/esp
% cd ~/esp
% git clone -b v5.2 --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.git
% cd ~/esp/esp-idf
% ./install.sh esp32c6
を順に実行していきました。すでに rosetta は有効にしてあったのか、特に問題でなかったので rosetta はインストールしませんでした。
インストールしたツールを有効にするために以下のコマンドを実行します。
% . $HOME/esp/esp-idf/export.sh
これ、小さなドットがあるのに注意。忘れると動きません。
Example のビルド
Example を GitHub からもってきます。
% git clone https://github.com/apple/swift-embedded-examples.git
こちらに ESP32-C6 のビルドの仕方がでているので実行してみます。
% cd esp32-led-strip-sdk
% export TOOLCHAINS=org.swift.59202406131a
% . $IDF_PATH/tools/export.sh
% idf.py set-target esp32c6
% idf.py buildこれで特に問題なければいいのですが、自分の場合は libssl.1.1.dylib がないっぽく、export.sh の実行がエラーで中断しました。
以下の Qiita の投稿を参考にインストールしてとりあえず export.sh が少し進みました。
しかしこの先二度ほどひっかかりました。
一つは、
% idf_tools.py install-python-envを実行する必要があったようです。
あとは、なんだろ、メッセージにこれを実行したら？というのが出てたのでその指示に従ってたので、Error メッセージをよくみて対応してみてください。
実機を秋月から手に入れて書き込んでみたらボード上の LED をランダムに点灯させることに成功しました！LED の繋がってるポートと数が違うので、main/Main.swift の一部を書き換える必要があります。
let n = 1
let ledStrip = LedStrip(gpioPin: 8, maxLeds: n)
// let n = 8
// let ledStrip = LedStrip(gpioPin: 0, maxLeds: n)
ビルドと書き込みとシリアルモニターをいっぺんにやるには以下のコマンドでOK。ただ、シリアルモニターを有効にすると、どうやって抜けるのかがわからない。。% idf.py build flash monitor
とりあえず Example のコードをちょい変したらボード上の WS2812B が光るようになった。GPIO 直に触るのはどうすれば？ #embedded #swift #esp32c6 #macbookair #m2 pic.twitter.com/I0X3WLuNfh
— たつるー (@ttrsato) June 21, 2024
雑談
Swift ではやはり低レベルなアクセスはできないようで、ベンダーの用意した SDK の API を叩かなければならない。もしくは自前で C/C++ でその部分のコードを書く必要がある。
Example にある BridgingHeader.h をみるに、FreeRTOS.h をインクルードしているところから、結局は FreeRTOS の上で走ってるのねということ。ファーム屋ではないので、何が良くて悪いのかわかりませんが。
あと GPIO を直で叩いてみたいのですが、ライブラリに見つからず。Button/ADC の Read 系ならあるんだけど。また WWDC2024 のデモのコードも置いてあったのでビルドしてみようと思ったら Matter を入れないとだめっぽく、こちらも面倒だなと先に進まず。ちなみにこのデモも簡単な L チカから始まるように見えるんだけど、そもそも乗っかってる LED が GPIO H or L だけでは光ってくれない代物 (WS2812B) なので、同じく led_strip の API を叩いているという。。
とりあえず GPIO H/L と単純に叩きたいー。
(追記) ビデオ最後までちゃんと見るべきでしたね。最後の方に Swift MMIO なるものをチラッと説明してます。リンクもありますね。memory mapped register を直接安全に叩けるとか。これだー。
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