---

V dnešnej časti seriálu si povieme, ako funguje arduino-cli, program, ktorý umožňuje kompiláciu, nahrávanie, správu knižníc… to všetko pre svet Arduina a jeho kamarátov.

Obsah minulej časti + čo s tým originálnym IDE?

V minulej časti sme si stručne povedali, čo sa deje, ak si v Arduino IDE doinštalujeme vývojové dosky. A tiež, ako to môžeme spraviť ručne. A tiež, že to nie je síce kozmická veda, ale ručne je to možno zbytočne iritujúce. Keďže chceme programovať Arduiná a podobné vývojové dosky z iného prostredia, musíme sa zmieriť s tým, že alebo to spravíme ručne, dopomôžeme si arduino(m)-cli, alebo si necháme na disku i Arduino IDE a strpíme zaprataných cca 0,5 GB priestoru.

Alebo si originálne IDE nejako zoštíhlime, zmažeme to, čo vôbec nepotrebujeme k inštalácii dosiek a knižníc (tie si navyše môžeme inštalovať i pomocou arduino-cli). Dá sa okliešiť na cca 100 MB a to tak, že:

• zmažeme hardware/tools a hardware/arduino (toto máme duplicitne v ~/.arduino15),
• zmažeme tools a tools-builder (tools je opäť i ~/.arduino15, tools-builder obsahuje vstavaný preprocesor a ctags je v ~/.arduino15),
• súčasťou Arduino IDE je aj celá java (laicky povedané, jedná sa binárky (java, javaws,…) a knižnice (adresár libs)). A tú ak máme inštalovanú aj niekde inde, tak adresár java môžeme symlinkovať aj na jej inú inštaláciu. Napr. ja som to spravil na Java 19 niekde inde na disku.

A už je to veselšie. Aj pri súčasnych veľkých diskoch ma vždy poteší, ak môžem nejaký priestor ušetriť. Mám z toho dobrý pocit, aj keď ten priestor reálne nepotrebujem. Možno sa jedná o nejaký odklon od normálnosti, alebo nevyliečená bolesť z minulosti. Erudovaná osoba by vedela zhodnotiť. Prinajhoršom, vždy si môžeme Arduino IDE stiahnúť, takže zásadné škody nehrozia.

Ako funguje arduino-cli

Skôr než sa pozrieme na praktické príklady použitia arduino-cli, v rýchlosti si povieme, ako a čo spomínaný program robí.

Súbor arduino-cli.yam

V ~/.arduino15 by sme takýto súbor mali mať. Ak chýba, dá sa vytvoriť pomocou arduino-cli config init.V ňom sú dôležité tieto riadky:

V náhľade z môjho súboru vidíme, že je tam definované, kde sa nachádza samotný ~/.arduino15 (a teda dôležité podadresáre v ňom), kde sa dočasne sťahujú nové knižnice a kde máme uložené naše programy. Ja mám historicky adresár ešte z čias v 1.5.7.

Adresáre hardware

Len pripomeniem, že základom sú adresáre
~/.arduino15/packages/<vývojová doska>/hardware/<architektúra>/<verzia>
Konkrétne napr.: ~/.arduino15/packages/industrialshields/hardware/avr/1.1.43.

Každá architektúra obsahuje tri dôležité súbory: boards.txt, platform.txt a programmers.txt. A z týcho súborov "čerpá" arduino-cli parametre pri zostavovaní príkazov pre kompiláciu a nahrávanie.

Súbor boards.txt obsahuje definície vývojových dosiek, napríklad množstvo pamäte, "fuses", rýchlosť procesora…
Súbor platform.txt obsahuje parametre pre avr-gcc, preprocesor i avrdude. Pohľadom na množstvo údajov nás poteší, že toto nemusíme ručne zadávať, ale že to niekto spravil za nás.
Súbor programmers.txt obsahuje definície externých programátorov, na napálenie bootloader-a a pod.

Proces kompilácie

V platform.txt vidíme nielen parametre pre preklad, linkovanie,… , ale aj postup, ako sa to vykonáva. Deje sa to v tejto postupnosti:

• aplikácie makier preprocesora,
• preklad C súborov (typicky prilinkované .c knižnice),
• preklad C++ súborov (nielen náš .ino súbor, ale aj naše knižnice (.cpp) a hlavičkové súbory (.h)),
• preklad S súborov (t.j. zdrojových súborov v assembleri pre AVR (AVRASM)),
• vytvorenie archívov (pre spätnú kompatibilitu s IDE 1.6.5 a staršími),
• kombinovanie kódu a objektov (je to mágia optimalizácie a usporiadania kódu a údajov s cieľom znížiť veľkosť konečnej binárky, napr. odstránenie nepotrebných častí kódu, zoskupenie súvisiacich častí kódu,…),
• vytvorenie výstupných súborov (.epp, .hex),
• uloženie .hex,
• výpočet veľkosti, či sa to vôbec vojde do FLASH pamäte mikrokontroléra.

Tieto vytvorené súbory sa potom nachádzajú v /tmp/arduino/sketches/ a sú pripravené na nahratie.

Čo je to FQBN?

Je to skratka z Fully Qualified Board Name ("plne kvalifikovaný názov dosky"). Ide o jedinečný identifikátor konkrétnej dosky, ktorý zvyčajne obsahuje typ dosky, model mikrokontroléra, taktovaciu frekvenciu a ďalšie dôležité informácie. Je to jedným z nevyhnutných parametrov zadávaných pre arduino-cli, ktorý sa skladá z nasledovného: <výrobca>:<architektúra>:<označenie dosky>[=<ďalšie možnosti, napr. typ procesora>]

Doska	FQBN
Arduino Uno	arduino:avr:uno
Arduino Leonardo	arduino:avr:leonardo
Arduino Uno WiFi	arduino:avr:unowifi
Industrial Shields Ardbox Analog HF+	industrialshields:avr:ardbox:cpu=ardboxanaloghfplus232
Industrial Shields M-Duino 58+	industrialshields:avr:mduino:cpu=mduino58plus
Raspberry Pi Pico	rp2040:rp2040:rpipico:flash=2097152_0,freq=133,opt=Small,rtti=Disabled,
	stackprotect=Disabled,exceptions=Disabled,dbgport=Disabled,dbglvl=None,
	usbstack=picosdk,ipstack=ipv4only

Tak OK, to Pico je trochu moc

Ako zistiť tieto FQBN?

Príkazom arduino-cli board listall zistíme FQBN pre všetky inštalované dosky. Pre dosky, kde sa nevyžaduje špecifikácia ďalších parametrov (napr. cpu), to postačuje. Teda všetky základné dosky Arduino, ale aj iné, napr. Adafruit.

Ako sme si povedali, dosky sú uvedené v súbore boards.txt. Konkrétne pre IndustrialShields: ~/.arduino15/packages/industrialshields/hardware/avr/1.1.43/boards.txt. Tam sa to dá pohľadať, ale spravme si to trochu krajšie:

Vylistovanie zoznamu cpu a názvov dosiek

sed -n -e '/^##/{n;n;/cpu/p}' boards.txt > extr01.txt

Časť súboru s vyextrahovanými cpu:

A vyextrahovaný cpu a názov dosky, oddelenej <tab>:

sed -n 's/.*\.cpu\.\(.*\)=\(.*\)/\1\t\2/p' extr01.txt > subor.txt

Opäť časť súbory po tomto príkaze:

Keď to skombinujeme, tak napríklad pre dosku Ardbox Analog HF w/ HW RS-485 (jedná sa o dosku s hardvérovým RS-485), máme FQBN: industrialshields:avr:ardbox:cpu=ardboxanaloghf485 A s týmto sa dá ďalej pracovať.

Kompilácia pomocou arduino-cli

Na úvod si opíšme základné príkazy arduino-cli. Tie sa zadávajú nasledovne: arduino-cli <príkaz> [prepínače], kde príkazy sa skladajú zvyčajne z viacerých slov. Nebudem uvádzať všetky príkazy, ale len tie, ktoré sa bežne používajú. Program rozpoznáva tieto prepínače:

prepínač	prepínač	opis
skrátene	plný názov
-b	--fqbn	plne kvalifikovaný názov dosky
-h	–-help	nápoveda
-p	–-port	adresa portu pripojenej doske, napr. /dev/ttyACM1
-P	–-programmer	typ programátora, napr. atmel_ice
-v	–-verbose	bohatší výstup
-t	–-verify	skontrolovanie nahranej binárky po nahratí

 

príkaz	upresnenie	opis	príklad
board	details	vypíše informácie o doske	arduino-cli board details -b arduino:avr:uno
	list	vypíše zoznam pripojených dosiek	arduino-cli board list
	listall	vypíše zoznam inštalovaných dosiek	arduino-cli board list all
	search	hľadanie inštalovanej dosky	arduino-cli board search uno
compile		preklad programu	- bude uvedený nižšie -
core	list	vypíše zoznam nainštalovaných dosiek	arduino-cli core list
	install	stiahnutie a nainštalovanie dosky a závislostí	arduino-cli core install arduino:samd
	search	hľadanie v zozname dosiek na inštaláciu 1	arduino-cli core search industrialshields
	uninstall	odinštalovanie dosky a závislosti	arduino-cli core uninstall arduino:samd
	upgrade	povýši verziu nainštalovaných dosiek	arduino-cli core upgrade
daemon		spustenie arduino-cli na porte 50051	arduino-cli daemon
lib	list	vypíše zoznam nainštalovaných knižníc	arduino-cli lib list
	examples	vypíše zoznam príkladov pre všetky knižnice	arduino-cli lib examples
	install	nainštaluje knižnicu (možnosť zadania i git-u)	arduino-cli lib install AudioZero
	search	stiahne zoznam udržiavaných knižníc a umožní v ňom hľadanie	arduino-cli lib search rs232
	uninstall	odinštalovanie knižnice	arduino-cli lib uninstall AudioZero
	upgrade	povýši verziu nainštalovaných knižníc	arduino-cli lin upgrade
monitor		spustí v konzole "serial monitor"	arduino-cli monitor -p /dev/ttyACM0
upload		nahranie binárky do dosky	- bude uvedené nižšie

 

Samotná kompilácia …je jednoduchá:

arduino-cli compile -b <FQBN> <program.ino> Prípadne môžeme použiť prepínať -v a kochať sa, ako ten šikovný arduino-cli krásne pracuje. Trochu konkrétneho výpisu (hodil by sa celý, ak by sme boli honorovaní od počtu riadkov):

Nahrávanie

Na začiatok jedno upozornenie. Ak používame originálne Arduino IDE, tak po stlačení tlačidla Upload sa zdrojový kód preložil a až potom nahral. Pri použití arduino-cli sa nahrá obsah v /tmp/arduino/sketches/. Takže ak si nie sme istí, či sme máme skompilovaný najaktuálnejší kód, je lepšie to pred nahrávaním spraviť. Syntax pre nahrávanie je:

~/.arduino15/arduino-cli upload -v -b <FQBN> -p <port> <program.ino>

Napríklad: ~/.arduino15/arduino-cli upload -v -b industrialshields:avr:mduino:cpu=mduino58plus -p /dev/ttyACM0 bf-220.ino

Obsah ďalšej časti

Nabudúce si v rýchlosti ukážeme, ako si spraviť Makefile, aby sme to mali predsa len trochu efektívnejšie.

Poznámky:

¹ Ak sú pridané do arduino-cli.yaml napríklad tieto riadky:

Teraz by sa mohlo zdať, že ručné pridanie dosiek, ako sme to robili v prvej časti seriálu je zbytočné. Nie je tomu tak, pretože niektoré dosky nie sú k dispozícii s json opisom. A samozrejme, je to potrebné poznať, ak si vyrábame vlastnú dosku, alebo modifikujeme existujúcu (konkrétny príklad - keď sme požadovali v IndustrialShields úpravu plošného spoja, aby RS232/RS485 nebol pripojený na UART piny Leonardo-a, ale na iné, s využitím SoftwareSerial, tak dosky boli dávno vyrobené, predané, aplikované v stroji, ale nikto neaktualizoval softvérové náležitosti, tak sme to robili sami).

 

---

---

---