probe-rs は、組み込みデバッグとターゲット操作のためのツールキットです。これにより、
ユーザーはデバッグプローブを介してマイクロコントローラーをプログラムし、デバッグできます。
probe-rs は次のことに役立ちます
ARMおよびRISC-Vターゲットへのファームウェアの書き込み。さらに多くの アーキテクチャにも対応予定です。SWDおよびJTAGを介した、メモリの読み書き、実行、停止、ブレークポイント の設定と読み取り、ターゲットのリセット。- ターゲット上でファームウェアを実行し、
RTTとdefmtを介してログを取得し、 panic 時にスタックトレースを表示すること。 - 実行中の
RTTログ、メモリ検査などを利用しながら、VS Code経由でターゲット をデバッグすること。
この記事では、組み込みデバッグについてもう少し詳しく説明し、その中で probe-rs
がどのような位置付けにあるのかを説明します。組み込みデバッグに慣れている場合は、
読み飛ばしてかまいません。{.tip}
組み込みデバッグ
多くのプログラミング分野では、ソフトウェアは最終的に実行されるシステムに近い コンピューターシステム上で作成できます。そのシステムは OS を備えており、 プロセス、ネットワークアクセス、そしておそらく GUI さえ備えています。
組み込みシステムでは、事情が異なります。ソフトウェアは、機能が大きく制限された ターゲット上で動作します。そこではオペレーティングシステムは動作せず、IO も 非常に限られています。ホストシステムからターゲットにソフトウェアをダウンロード （つまりフラッシュ）したり、デバッガーでターゲットをデバッグしたりするには、 ターゲットのデバッグインターフェースを使用する必要があります。このインターフェース はターゲットのアーキテクチャによって異なりますが、非常に基本的なものであり、 ターゲットのデバッグシステムを制御する特定のターゲットメモリ領域の読み書きに 基づいています。
現代のコンピューターは、USB など、ターゲットよりもはるかに高度な インターフェースを備えており、そのプロトコルをネイティブには使用できません。 そのため、ホストインターフェース（主に USB ですが、場合によっては Ethernet）からターゲットインターフェース（たとえば ARM では SWD）へ変換する デバッグプローブが必要になります。
一部の新しいターゲットは USB 経由の DFU (デバイスファームウェアアップグレード) をサポートしていますが、それを介してデバッグすることはできません。DFU は ターゲットへの書き込みだけであれば便利ですが、その大きな制約のため、デバッグや そのソフトウェアの開発には適していません。
probe-rs
probe-rs は、さまざまなメーカーのデバッグプローブのプロトコルと、さまざまな チップアーキテクチャのプロトコルを実装したライブラリです。さらに、多くの ターゲットへの書き込みや、それらへのソフトウェアのダウンロードも行えます。
probe-rs はもともと Rust コミュニティ向けに作られましたが、C での プログラミングにも自由に利用できます。