【STM32連載 第12回】最適化とアセンブラ ― Cが機械語になる瞬間を見る ―
コンパイラは「意味を変えずに速くする」が、volatileを忘れると意味ごと変える。-O0と-O2でアセンブラがどう変わるかをobjdumpで実際に見て、12回分の学びを「つよつよの条件」として締めくくる最終回。
コンパイラは「意味を変えずに速くする」が、volatileを忘れると意味ごと変える。-O0と-O2でアセンブラがどう変わるかをobjdumpで実際に見て、12回分の学びを「つよつよの条件」として締めくくる最終回。
「RAMが足りない!」「変数が勝手に書き換わる…」その原因、mapファイルに書いてあります。.text/.data/.bssの正体・リンカスクリプトの読み方・スタックオーバーフローの防ぎ方、そして51万行のソースコード流出事件から学ぶmapファイルの取り扱い注意点まで徹底解説。
「CPUが1バイトずつ送る」をやめ、「DMAが全部やる」に変える。UART送信をDMA化することでCPUを解放し、スループット・レイテンシ・バス競合の直感を身につける第10回。
ISRでprintf・volatile忘れ・重い処理・フラグクリア忘れ——組み込みでよく踏む地雷を「わざと」やって壊します。STM32だけでなくArduino・ESP32・Renesas・PICにも共通する割り込み設計の鉄則を、壊れる瞬間から学ぶ。
「1msごとに何かをする」ためにポーリングでは何が問題か? ベクタテーブル・NVIC・コンテキスト保存の仕組みを理解し、TIM割り込みで周期イベントを生成します。
「1秒待つ」ってCPUは何サイクル使っているのか? DWT CYCCNTでµs単位の実行時間を測る方法を学び、「計測しないと議論できない」組み込みエンジニアの鉄則を身につけます。
NULLデリファレンス・ダングリングポインタ・配列外アクセス・未定義動作……組み込みでよく踏むポインタの地雷を「わざと」踏んでデバッガで観察します。壊れ方を知ることが最強の学習法です。
C言語最大の難関「ポインタ」を「型付きアドレス」という本質から解き明かします。キャストの意味、メモリマップI/Oとの繋がり、CMSISヘッダが何をしているかまで。ポインタを怖がるのをやめ、武器にする回です。
マスク・シフト操作の基本から、RMW問題、そしてSTM32の美しい設計「BSRR」まで。レジスタはビット集合であるという本質を腹落ちさせ、GPIOをレジスタ直叩きでLチカする実践を通じてビット操作の作法を身につけます。
C言語の構造体パディング・アライメントをSTM32デバッガ(Memoryビュー)で実際に観察!sizeof()の落とし穴、RAM節約のためのメンバ並び替えテクニック、volatile修飾子の役割まで、組み込みC言語の本質を実測値で体感的に理解できます。
C言語の変数宣言(const、グローバル、ローカル)によって、データが配置されるメモリ領域が変わります。デバッガで実際のアドレスを確認し、Flash、SRAM、Stackの違いと役割を理解しましょう。
デバッガを使ってマイコン内部の状態を確認し、C言語の裏側にある「アドレス(住所)」という物理的な座標を理解します。プログラムカウンタ、メモリマップ、レジスタ書き換えの実践を通じて、組み込みの本質を体感しましょう。
組み込みが難しく見えるのは、メモリという『場所』と、実行の『時間』を意識する必要があるから。OSに守られていない世界で、ハードウェアを直接操作するってどういうこと?その本質を理解しましょう。
Arduino卒業後の次のステップ!STM32マイコンで学ぶ本格的な組み込みプログラミング。アドレス・ビット・時間――組み込みの本質を、段階的に、確実に理解する。