○アルファプロジェクト
組み込みボードの総合メーカアルファプロジェクトのSH2CPUボード使用の場合、環境の整備には大まかに分けて、２つの方法があります。アルファプロジェクトのＨＰはこちらアルファプロジェクトのＳｔａｒｔｅｒＫｉｔを購入すると、ソフトのみならず、書き込み用ツールのハードやソフト、その他ドキュメントとサポートさらにVMonitorというデバッグ環境も付いていきます。１度に苦労なく環境を揃えられて便利です。また、ボードのみの購入でも、そのＣＰＵボード対応の書き込み用ソフト「F-ZTAT書き込みソフト」が付属しています。
- アルファプロジェクトのＳｔａｒｔｅｒＫｉｔを購入する … ＳｔａｒｔｅｒＫｉｔについてはここをクリック
- フリーのコンパイラ環境KPIT GNU Toolsを使う … KPIT GNU Toolsについてはここをクリック
KPIT GNU Toolsは基本的にフリーですが、書き込みツールはありません。まあ、ＳＨＣＰＵをＩＣ単体で購入し、基板から自前で作ったのなら別ですが、通常ボードの形で購入すると思うので、各ボードメーカーが何らかのコンパイラ環境や書き込みツールを用意していると思うので、これを使うのが常道でしょう。ボードメーカーとしては他に秋月電子通商などがあります。
さらに、書き込みソフトに関しては、CQ出版のインターフェイス誌２００６年６月号付録ＣＤ−ＲＯＭにＦＤＴが付いています。詳しくは インターフェイス誌バックナンバーを見てください。○コンパイラのダウンロード
コンパイラのダウンロードについては、６.ＳＨ−２ プログラミング その１ ＧＮＵＳＨ編をごらんください。ここでは、アルファプロジェクト提供のＳｔａｒｔｅｒＫｉｔ内のＧｕｎｕＰｒｏコンパイラで解説してゆきます。
○Ｋｉｔ付属のコンパイラのインストール
Ｋｉｔ付属のマニュアル「コンパイラ編」をご覧ください。またインストール方はＧｎｕＳＨとほぼおなじなので、それでよければこちらをご覧ください。
○ソースの用意
以下のファイルがアルファプロジェクトのボード同梱のＦＤＤ内にサンプルとして入っています。
この中で、ソースファイルは「7046s.h」・「crt0.s」・「main.c」・「vector.s」・「sci.c」です。また、「makefile」はmakeコマンドを実行する為に必要で、このコマンドを使うと、変更のあったソースファイルのみコンパイルしリンクしますので、大規模なソースのコンパイルでは、時間短縮になります。
- 7046s.h … 周辺機能制御用ヘッダ・ファイル
- crt0.s … スタートアップアセンブラプログラム
- main.c … メイン処理Ｃ言語プログラム
- vector.s … 割り込みベクタ記述用アセンブラファイル
- sci.c … シリアル通信部Ｃ言語ソースファイル
- makefile … メイク処理用ファイル
- sh2f_4a.bat … コンパイル用バッチファイル
- sh2f_4a.map … コンパイラＭＡＰファイル
- sh2f_4a.mot … ＲＯＭ書き込み形式ファイル
- sh2f_4a.p … コンパイル・リンク用パラメタファイル
- sh2f_4a.x … リンク−Ｔオプション用コマンドファイル
○ｍａｉｎ関数から実行しない
ＳＨ２ＣＰＵは、ハーバードアーキティクチャーを採用しています。通常のパソコンで使われるインテル系のＣＰＵはノイマン型のアーキティクチャーです。このＣＰＵの場合は、プログラムとデータは分け隔て無く同じメモリー上に混在して存在しています。一方、ＳＨ２ＣＰＵの場合ＦＬＡＳＨＲＯＭにプログラムを書き込む訳なのですが、ＣＰＵ動作時は一応ＲＯＭなので、データの書き込みは出来ません。Ｃ言語の変数などは、このためＲＡＭ領域にＣＰＵ起動時に配置することとなります。初期値がある変数などは、一端ＦＬＡＳＨＲＯＭ領域に書き込み、ＣＰＵ起動時にＲＡＭ領域に転送する処理が必要となります。また、割り込みベクターなどの設定も必要な為、ｍａｉｎ関数の実行前に色々と行わなければならない処理がアセンブラ等で書かれています。
「crt0.s」からＣＰＵは実行を始め、そこには、スタック領域の設定と、次に実行するのは「main.c」内の「boot」の部分を実行するよう書かれています。スタック領域や前述の変数領域の設定は、「sh2f_4a.x」ファイルに書かれています。「boot」関数では、モジュールスタンバイレジスタの設定やＩＯポート設定を行い、「sectionInit」関数に実行が移ります。「sectionInit」関数では、ＲＯＭ領域から必要なデータのＲＡＭ領域への転送を行い。これが終わって初めて、「main」関数が実行されます。/* crt0.s */ .section .text .extern _boot .global _start _start: mov.l L_BOOT,r8 jmp @r8 nop .align 4 L_BOOT: .long _boot .section .stack .global _stack .align 4 _stack: .long 1 .end/* セクション初期化 */ extern char etext, sdata, edata, bss_start, end; void sectionInit() { char *src; char *dst; /* 初期化データ領域 */ src = &etext; dst = &sdata; while (dst < &edata) { *dst++ = *src++; } /* 未初期化データ領域 */ for ( dst = &bss_start; dst < &end; dst++ ) { *dst = 0; } }○サンプルのコンパイル
makefileがあると至極簡単です。ＧｕｎｕＰｒｏコンパイラがインストール済みであれば、「スタートメニュー」から「すべてのプログラム」→「Ｃｙｇｎｕｓ」→「Ｃｙｇｎｕｓ ＧＮＵＰｒｏ ＴｏｏｌＫｉｔ．．．」を選択します。すると、ＤＯＳプロンプトのＣｙｇｎｕｓ環境が起動します。起動したら、ｓａｍｐｌｅフォルダーに移動して、ｍａｋｅコマンドを入力します。sh2f_4a.motファイルが出来たら、コンパイル成功です。途中エラー表示がでたら、修正します。C:\cygnus\sample>make sh-hms-gcc -c -v -O0 -m2 main.c -o main.o … 中略 … cc.a)_sdivsi3.o sh-hms-objcopy -O srec sh2f_4a.out sh2f_4a.mot C:\cygnus\sample>
よく出るエラー表示の例（；の付け忘れ）。エラー行の近辺を問題がないか見てみる。main.c: In function `boot': main.c:79: parse error before `}' main.c:95: `data' undeclared (first use in this function) main.c:95: (Each undeclared identifier is reported only once main.c:95: for each function it appears in.) main.c:98: warning: `return' with a value, in function returning void make: *** [main.o] Error 1 C:\cygnus\sample>○効率よいプログラムを作る
ＳＨ２ＣＰＵは３２ｂｉｔＣＰＵです。「そんなのわかっているわい」という声が聞こえてきそうですが、これは一番高速に扱える局所変数の型は何型かというと４バイト（３２ｂｉｔ）の変数の型です。つまりｉｎｔ型です。他の型は１度にレジスタに読み込めず、せっかくのＲＩＳＣ命令が複数必要になってしまいます。また、符号なしと符号付きでは、符号付きが効率がいいです。これは符号付きが標準だからです。
また、アセンブラをやった方なら分かると思いますが、変数はメモリーに格納されていますが、変数を参照するということは、メモリーへアクセスするということです。ですので、大域変数がいくつかあるときは、構造体にして、小さい順に宣言して、構造体のアドレスのポインターを用いてアクセスすると効率よくメモリー参照ができます。とはいえ、最初から気張ってやっていると大変ですから、まずは自分のスタイルで書き始めて、だんだんこのことを考えながら改良してゆけばよいと思います。suruct aaa { signed char a; short b; int c; } a; void main(void) { struct aaa *pp = &a; pp->c = pp->a + pp->b; }