Nios® V プロセッサー・ソフトウェア開発者ハンドブック

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ID 743810
日付 7/08/2024
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ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. Nios® V エンベデッド・プロセッサー開発の概要 2. グラフィカル・ユーザー・インターフェイスのガイドライン 3. コマンドラインでの操作方法 4. Nios® V プロセッサー・ソフトウェアの開発と実装 5. Nios® V プロセッサーのボード・サポート・パッケージ・エディター 6. ハードウェア・アブストラクション・レイヤー (HAL) の概要 7. ハードウェア・アブストラクション・レイヤー (HAL) を使用した開発 8. ハードウェア・アブストラクション・レイヤーに向けたデバイスドライバーの開発 9. 例外処理 10. キャッシュおよび密結合メモリー 11. MicroC/OS-II リアルタイム・オペレーティング・システム 12. MicroC/TCP-IP プロトコルスタック 13. FreeRTOS* リアルタイム・オペレーティング・システム 14. 読み取り専用 zip ファイルシステム 15. エンベデッド・ソフトウェアへのコンポーネント情報の公開 16. Nios® V プロセッサー — 付録 A. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア開発者ハンドブックのアーカイブ 17. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア開発者ハンドブックの改訂履歴
1. Nios® V エンベデッド・プロセッサー開発の概要 x
1.1. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア開発環境 1.2. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア・プロジェクトの種類 1.3. Nios® V プロセッサー開発ツール 1.4. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア・プログラム
1.1. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア開発環境 x
1.1.1. Quartus® Prime ソフトウェアのサポート
1.3. Nios® V プロセッサー開発ツール x
1.3.1. Nios® V プロセッサーのコマンドラインのユーティリティー・ツール 1.3.2. ボード・サポート・パッケージ・エディター 1.3.3. インテル® FPGA の Ashling* RiscFree* IDE
1.4. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア・プログラム x
1.4.1. CMakeLists.txt と Nios® V プロセッサー・ツール
2. グラフィカル・ユーザー・インターフェイスのガイドライン x
2.1. インテル® FPGA向けAshling* RiscFree* IDE の使用 2.2. BSP Editor の使用 2.3. Quartus Programmer の使用
3. コマンドラインでの操作方法 x
3.1. コマンドライン・ソフトウェア開発の利点 3.2. Nios® V プロセッサー・ツールのコマンドラインの概要
3.2. Nios® V プロセッサー・ツールのコマンドラインの概要 x
3.2.1. コマンドライン・ユーティリティー
3.2.1. コマンドライン・ユーティリティー x
3.2.1.1. niosv-bsp 3.2.1.2. niosv-app 3.2.1.3. niosv-download
4. Nios® V プロセッサー・ソフトウェアの開発と実装 x
4.1. Nios® V プロセッサー・ツール 4.2. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア・ファイル・ツリー 4.3. Nios® V プロセッサー・ソフトウェアの開発フロー 4.4. ハードウェア・アブストラクション・レイヤー (HAL) を使用した開発
4.1. Nios® V プロセッサー・ツール x
4.1.1. Nios® V プロセッサー・ツールの概要 4.1.2. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア・ビルド・ツール
4.1.2. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア・ビルド・ツール x
4.1.2.1. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア・ビルド・ツールのグラフィカル・ユーザー・インターフェイス 4.1.2.2. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア・ビルド・ツールのコマンドライン・インターフェイス 4.1.2.3. ビルドツールが作成するもの
4.1.2.1. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア・ビルド・ツールのグラフィカル・ユーザー・インターフェイス x
4.1.2.1.1. BSP Editor 4.1.2.1.2. インテル FPGA のAshling* RiscFree* IDE 4.1.2.1.3. Nios V コマンドシェル
4.1.2.2. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア・ビルド・ツールのコマンドライン・インターフェイス x
4.1.2.2.1. Nios® V プロセッサーのコマンドライン・ユーティリティー 4.1.2.2.2. ファイル・フォーマット変換ツール 4.1.2.2.3. その他のユーティリティー・ツール
4.1.2.3. ビルドツールが作成するもの x
4.1.2.3.1. アプリケーションとライブラリー 4.1.2.3.2. ボード・サポート・パッケージ 4.1.2.3.3. CMakeLists.txt
4.2. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア・ファイル・ツリー x
4.2.1. 単一アプリケーションおよび単一 BSP の構築 4.2.2. 単一アプリケーション、単一ライブラリー、および BSP の構築 4.2.3. 複数のアプリケーションおよび単一の BSP の構築 4.2.4. BSP ライブラリーのビルド
4.2.1. 単一アプリケーションおよび単一 BSP の構築 x
4.2.1.1. コマンドのビルド 4.2.1.2. ファイル・ツリー・ディレクトリー
4.2.2. 単一アプリケーション、単一ライブラリー、および BSP の構築 x
4.2.2.1. コマンドのビルド 4.2.2.2. ファイル・ツリー・ディレクトリー
4.2.3. 複数のアプリケーションおよび単一の BSP の構築 x
4.2.3.1. コマンドのビルド 4.2.3.2. ファイル・ツリー・ディレクトリー
4.2.4. BSP ライブラリーのビルド x
4.2.4.1. コマンドのビルド 4.2.4.2. ファイル・ツリー・ディレクトリー
4.3. Nios® V プロセッサー・ソフトウェアの開発フロー x
4.3.1. はじめに 4.3.2. BSP プロジェクトのコンフィグレーション 4.3.3. アプリケーション・プロジェクトのコンフィグレーション 4.3.4. Nios® V プロセッサー・ソフトウェアのビルドと実行
4.3.2. BSP プロジェクトのコンフィグレーション x
4.3.2.1. オペレーティング・システムの選択 4.3.2.2. Intel HAL コンフィグレーションのヒント 4.3.2.3. Micrium MicroC/OS-II コンフィグレーションのヒント 4.3.2.4. FreeRTOS* のコンフィグレーション 4.3.2.5. ソフトウェア・パッケージの追加 4.3.2.6. BSP Editor と Tcl スクリプトの使用 4.3.2.7. BSP Editor を使用した Tcl スクリプトのエクスポート 4.3.2.8. 新規の BSP を作成するための Tcl スクリプトのインポート
4.3.3. アプリケーション・プロジェクトのコンフィグレーション x
4.3.3.1. アプリケーション・コンフィグレーションのヒント 4.3.3.2. ユーザー・ライブラリーのリンク
4.3.4. Nios® V プロセッサー・ソフトウェアのビルドと実行 x
4.3.4.1. Nios® V プロセッサー・ソフトウェアの構築 4.3.4.2. Nios® V プロセッサー・ソフトウェアのダウンロードおよび実行 4.3.4.3. Nios® V プロセッサー・ソフトウェアのデバッグ 4.3.4.4. ランタイム・スタック・チェック 4.3.4.5. ソフトウェア・プロジェクトのコヒーレンシーの確保
4.3.4.2. Nios® V プロセッサー・ソフトウェアのダウンロードおよび実行 x
4.3.4.2.1. ターゲットデバイスとの通信
4.3.4.5. ソフトウェア・プロジェクトのコヒーレンシーの確保 x
4.3.4.5.1. 推奨される開発手法 4.3.4.5.2. 推奨されるアーキテクチャー手法
4.4. ハードウェア・アブストラクション・レイヤー (HAL) を使用した開発 x
4.4.1. ハードウェア・アブストラクション・レイヤー (HAL) サービス 4.4.2. HAL ベースのアプリケーションでのシステム・スタートアップ 4.4.3. HAL ペリフェラル・サービス 4.4.4. 例外処理
4.4.1. ハードウェア・アブストラクション・レイヤー (HAL) サービス x
4.4.1.1. HAL のコンフィグレーション・オプション 4.4.1.2. ブート環境のコンフィグレーション
4.4.2. HAL ベースのアプリケーションでのシステム・スタートアップ x
4.4.2.1. システムの初期化 4.4.2.2. crt0 の初期化 4.4.2.3. HAL の初期化
4.4.3. HAL ペリフェラル・サービス x
4.4.3.1. タイマーデバイス 4.4.3.2. キャラクター・モード・デバイス 4.4.3.3. フラッシュ・メモリー・デバイス
4.4.3.1. タイマーデバイス x
4.4.3.1.1. システム・クロック・タイマー 4.4.3.1.2. タイムスタンプ・タイマー
4.4.3.2. キャラクター・モード・デバイス x
4.4.3.2.1. stdin、stdout、および stderr 4.4.3.2.2. ブロッキング I/O と非ブロッキング I/O 4.4.3.2.3. ユーザー独自のキャラクター・モード・デバイスの追加
4.4.3.3. フラッシュ・メモリー・デバイス x
4.4.3.3.1. メモリーの初期化、照会、およびデバイスのサポート 4.4.3.3.2. フラッシュメモリーへのアクセス 4.4.3.3.3. コンフィグレーションおよび使用の制限 4.4.3.3.4. ダイレクト・メモリー・アクセス・デバイス 4.4.3.3.5. 非サポートのデバイス
4.4.4. 例外処理 x
4.4.4.1. 例外ハンドラーの変更
5. Nios® V プロセッサーのボード・サポート・パッケージ・エディター x
5.1. ボード・サポート・パッケージ 5.2. 一般的な BSP タスク 5.3. BSP 作成の詳細 5.4. BSP 設定用の Tcl スクリプト 5.5. BSP のカスタマイズ 5.6. BSP デフォルトの指定 5.7. デバイスドライバーとソフトウェア・パッケージ 5.8. インテル FPGA エンベデッド・ソフトウェアのブート・コンフィグレーション
5.1. ボード・サポート・パッケージ x
5.1.1. BSP レジスター生成についての概要 5.1.2. Nios® V プロセッサー BSP コンポーネント
5.1.2. Nios® V プロセッサー BSP コンポーネント x
5.1.2.1. HAL 5.1.2.2. newlib C 標準ライブラリー 5.1.2.3. デバイスドライバー 5.1.2.4. オプションのソフトウェア・パッケージ 5.1.2.5. オプションのリアルタイム・オペレーティング・システム
5.2. 一般的な BSP タスク x
5.2.1. インテル® FPGA 開発ボード用 BSP の作成 5.2.2. ツールフローへの BSP Editor の追加 5.2.3. リンクと検索 5.2.4. その他の BSP タスク
5.2.2. ツールフローへの BSP Editor の追加 x
5.2.2.1. バージョン管理の使用 5.2.2.2. BSP のコピー、移動、または名前の変更 5.2.2.3. BSP を別の開発者に渡す場合
5.2.2.1. バージョン管理の使用 x
5.2.2.1.1. ユーザー定義スクリプトを実行して niosv-bsp を呼び出すことによる BSP の作成 5.2.2.1.2. コマンドライン・ツールを使用するスクリプトの作成
5.2.3. リンクと検索 x
5.2.3.1. メモリー初期化ファイルの作成 5.2.3.2. リンカーメモリー領域の変更 5.2.3.3. カスタム・リンカー・セクションの作成 5.2.3.4. リンカー・セクションのマッピングの変更
5.2.3.3. カスタム・リンカー・セクションの作成 x
5.2.3.3.1. 既存のリージョンに向けたリンカーセクションの作成 5.2.3.3.2. 新しい領域とセクションの作成に向けたリンカー領域の分割
5.2.4. その他の BSP タスク x
5.2.4.1. クエリの設定 5.2.4.2. デバイスドライバーの管理 5.2.4.3. stdio デバイスの制御 5.2.4.4. 最適化とデバッガーオプションのコンフィグレーション 5.2.4.5. RISC-V コンパイラーのコンフィグレーション
5.3. BSP 作成の詳細 x
5.3.1. BSP 設定ファイルの作成 5.3.2. BSP ファイルおよび BSP フォルダー 5.3.3. リンカーマップの検証 5.3.4. プラットフォーム・デザイナー の階層システム
5.3.2. BSP ファイルおよび BSP フォルダー x
5.3.2.1. コピーされたファイルと生成されたファイルの違い 5.3.2.2. BSP ファイル
5.3.4. プラットフォーム・デザイナー の階層システム x
5.3.4.1. 階層システムの処理
5.4. BSP 設定用の Tcl スクリプト x
5.4.1. カスタム BSP Tcl スクリプトの呼び出し
5.4.1. カスタム BSP Tcl スクリプトの呼び出し x
5.4.1.1. ハードウェアを調べて設定を選択する Tcl スクリプト
5.5. BSP のカスタマイズ x
5.5.1. BSP の再生成 5.5.2. BSP の更新 5.5.3. BSP の再作成
5.5.1. BSP の再生成 x
5.5.1.1. BSP 再生成の影響 5.5.1.2. BSP を再生成するタイミング
5.5.2. BSP の更新 x
5.5.2.1. BSP 更新の影響 5.5.2.2. BSP を更新するタイミング
5.5.3. BSP の再作成 x
5.5.3.1. BSP 再作成の影響 5.5.3.2. BSP を再生成するタイミング
5.6. BSP デフォルトの指定 x
5.6.1. BSP デフォルトの最上位 Tcl スクリプト
5.6.1. BSP デフォルトの最上位 Tcl スクリプト x
5.6.1.1. デフォルト stdio デバイスの指定 5.6.1.2. デフォルトのシステムタイマーの指定 5.6.1.3. デフォルトのメモリーマップの指定 5.6.1.4. デフォルトのブートローダー・パラメーターの指定 5.6.1.5. デフォルトの例外パラメーターの指定
5.8. インテル FPGA エンベデッド・ソフトウェアのブート・コンフィグレーション x
5.8.1. メモリータイプ 5.8.2. フラッシュ・コンフィグレーションからの起動 5.8.3. 初期化されたメモリー・コンフィグレーションからの実行 5.8.4. 実行時にコンフィグレーション可能なリセット・コンフィグレーション
6. ハードウェア・アブストラクション・レイヤー (HAL) の概要 x
6.1. ハードウェア・アブストラクション・レイヤー (HAL) のスタートガイド 6.2. エンベデッド・ソフトウェア・システムの HAL アーキテクチャー 6.3. HAL でサポートされるエンベデッド・ハードウェア
6.2. エンベデッド・ソフトウェア・システムの HAL アーキテクチャー x
6.2.1. サービス 6.2.2. アプリケーションとドライバー 6.2.3. 汎用デバイスモデル 6.2.4. C 標準ライブラリー — Newlib、Picolibc
6.2.3. 汎用デバイスモデル x
6.2.3.1. デバイスモデルのクラス 6.2.3.2. アプリケーション開発者にとってのメリット 6.2.3.3. デバイスドライバー開発者にとってのメリット
6.3. HAL でサポートされるエンベデッド・ハードウェア x
6.3.1. Nios® V プロセッサー・コア・サポート 6.3.2. サポートされるペリフェラル
6.3.2. サポートされるペリフェラル x
6.3.2.1. 完全な HAL サポート 6.3.2.2. 部分的な HAL サポート
7. ハードウェア・アブストラクション・レイヤー (HAL) を使用した開発 x
7.1. HAL BSP の設定 7.2. Nios® V プロセッサーエンベデッド・プロジェクトの構造 7.3. system.hシステム記述ファイル 7.4. データ幅と HAL タイプの定義 7.5. UNIX スタイルのインターフェイス 7.6. キャラクター・モード・デバイスの使用 7.7. タイマーデバイスの使用 7.8. フラッシュデバイスの使用 7.9. DMA デバイスの使用 7.10. 割り込みコントローラー 7.11. エンベデッド・システムのコード・フットプリントの削減 7.12. ブートシーケンスとエントリーポイント 7.13. メモリー使用量 7.14. HAL ソースファイルの操作方法
7.6. キャラクター・モード・デバイスの使用 x
7.6.1. Standard Input、Standard Output、およびStandard Error 7.6.2. キャラクター・モード・デバイスへの一般的なアクセス 7.6.3. C++ ストリーム 7.6.4. /dev/null 7.6.5. 軽量キャラクター・モード I/O 7.6.6. インテル FPGA ロギング関数
7.6.6. インテル FPGA ロギング関数 x
7.6.6.1. ロギングの有効化 7.6.6.2. 追加のロギングオプション 7.6.6.3. ロギングレベル 7.6.6.4. 例: ロギングを使用した BSP の作成 7.6.6.5. カスタム・ロギング・メッセージ 7.6.6.6. インテル FPGA ロギングファイル
7.7. タイマーデバイスの使用 x
7.7.1. システム・クロック・ドライバー 7.7.2. アラーム 7.7.3. タイムスタンプ・ドライバー
7.8. フラッシュデバイスの使用 x
7.8.1. シンプル・フラッシュ・アクセス 7.8.2. ブロックの消去または破損 7.8.3. 詳細設定が可能なフラッシュへのアクセス
7.8.3. 詳細設定が可能なフラッシュへのアクセス x
7.8.3.1. alt_get_flash_info() 7.8.3.2. alt_erase_flash() 7.8.3.3. alt_write_flash_block()
7.9. DMA デバイスの使用 x
7.9.1. DMA 送信チャネル 7.9.2. DMA 受信チャネル
7.9.2. DMA 受信チャネル x
7.9.2.1. メモリー間の DMA トランザクション
7.11. エンベデッド・システムのコード・フットプリントの削減 x
7.11.1. コンパイラー・フラグの適用 7.11.2. 小さなバリアント・デバイスドライバーの使用 7.11.3. ファイル・ディスクリプター・プールのサイズの変更 7.11.4. /dev/null の使用 7.11.5. より小さいファイル I/O ライブラリーの使用 7.11.6. 最小キャラクター・モード API の使用 7.11.7. 未使用のデバイスドライバーの削除 7.11.8. Picolibc ライブラリーの使用 7.11.9. 使用していない alt_load() の削除 7.11.10. 不要な終了コードの削除
7.11.1. コンパイラー・フラグの適用 x
7.11.1.1. BSP および APP における異なるコンパイラー・フラグの適用 7.11.1.2. ソースファイル内での異なるコンパイラー・フラグの適用
7.11.5. より小さいファイル I/O ライブラリーの使用 x
7.11.5.1. 'asnprintf()'の定義 7.11.5.2. UNIX スタイルのファイル I/O の使用 7.11.5.3. ANSI C 関数のエミュレート
7.11.10. 不要な終了コードの削除 x
7.11.10.1. Clean Exit の削除 7.11.10.2. すべての終了コードの削除 7.11.10.3. C++ サポートのディスエーブル
7.12. ブートシーケンスとエントリーポイント x
7.12.1. ホステッド・アプリケーションとフリー・スタンディング・アプリケーション 7.12.2. HAL ベースのプログラムのブートシーケンス 7.12.3. ブートシーケンスのカスタマイズ
7.12.2. HAL ベースのプログラムのブートシーケンス x
7.12.2.1. システム初期化コードのブートシーケンス 7.12.2.2. デフォルトの実装手順
7.13. メモリー使用量 x
7.13.1. メモリーセクション 7.13.2. メモリー・パーティションへのコードとデータの割り当て 7.13.3. ヒープとスタックの配置 7.13.4. グローバル・ ポインター・レジスター 7.13.5. ブートモード
7.13.2. メモリー・パーティションへのコードとデータの割り当て x
7.13.2.1. シンプルな配置オプション 7.13.2.2. 高度な配置オプション
7.14. HAL ソースファイルの操作方法 x
7.14.1. HAL ファイルの検索 7.14.2. HAL 関数のオーバーライド
8. ハードウェア・アブストラクション・レイヤーに向けたデバイスドライバーの開発 x
8.1. HAL API でのドライバーの統合 8.2. HAL ペリフェラル固有の API 8.3. HAL ドライバー開発の準備 8.4. デバイスドライバー作成の開発フロー 8.5. Nios® V プロセッサーのハードウェアにおけるデザイン概念 8.6. ハードウェアへのアクセス 8.7. HAL デバイスクラスに向けたエンベデッド・ドライバーの作成 8.8. HAL へのデバイスドライバーの統合 8.9. HAL 用のカスタム・デバイスドライバーの作成 8.10. HAL エンベデッド・ドライバーのコード・フットプリントの削減 8.11. HAL における名前空間の割り当て 8.12. HAL デフォルト・デバイスドライバーのオーバーライド
8.5. Nios® V プロセッサーのハードウェアにおけるデザイン概念 x
8.5.1. .qsys ファイルと system.h の関係 8.5.2. システム生成ツールを使用したハードウェアの最適化 8.5.3. コンポーネント、デバイス、およびペリフェラル
8.7. HAL デバイスクラスに向けたエンベデッド・ドライバーの作成 x
8.7.1. キャラクター・モードのデバイスドライバー 8.7.2. ファイル・サブシステム・ドライバー 8.7.3. タイマー・デバイスドライバー 8.7.4. フラッシュ・デバイス・ドライバー 8.7.5. DMA デバイスドライバー
8.7.1. キャラクター・モードのデバイスドライバー x
8.7.1.1. デバイス・インスタンスの作成 8.7.1.2. キャラクター・デバイスの登録
8.7.1.1. デバイス・インスタンスの作成 x
8.7.1.1.1. グローバル・エラー・ステータスの Errno の変更 8.7.1.1.2. alt_dev で定義された関数のデフォルトの動作
8.7.2. ファイル・サブシステム・ドライバー x
8.7.2.1. デバイス・インスタンスの作成 8.7.2.2. ファイル・サブシステム・デバイスの登録
8.7.3. タイマー・デバイスドライバー x
8.7.3.1. システム・クロック・ドライバー 8.7.3.2. タイムスタンプ・ドライバー
8.7.4. フラッシュ・デバイス・ドライバー x
8.7.4.1. フラッシュドライバーの作成 8.7.4.2. フラッシュデバイスの登録
8.7.5. DMA デバイスドライバー x
8.7.5.1. DMA 送信チャネル 8.7.5.2. DMA 受信チャネル
8.8. HAL へのデバイスドライバーの統合 x
8.8.1. 概要 8.8.2. 前提と要件 8.8.3. Nios® V プロセッサーの BSP 生成フロー 8.8.4. ファイル名と位置 8.8.5. ドライバーおよびソフトウェア・パッケージの Tcl スクリプトの作成
8.8.3. Nios® V プロセッサーの BSP 生成フロー x
8.8.3.1. コンポーネントの検出 8.8.3.2. デバイスドライバーのバージョン 8.8.3.3. デバイスドライバーとソフトウェア・パッケージの組み込み
8.8.3.3. デバイスドライバーとソフトウェア・パッケージの組み込み x
8.8.3.3.1. 特定のリクエスト 8.8.3.3.2. 特定のリクエストなし
8.8.4. ファイル名と位置 x
8.8.4.1. ソースコードの検出
8.8.5. ドライバーおよびソフトウェア・パッケージの Tcl スクリプトの作成 x
8.8.5.1. デバイス・ドライバーファイルの階層と命名の例 8.8.5.2. 一般的なドライバーまたはソフトウェア・パッケージの Tcl コマンド・ウォークスルー 8.8.5.3. デバイスドライバーとソフトウェア・パッケージに向けた設定の作成
8.8.5.2. 一般的なドライバーまたはソフトウェア・パッケージの Tcl コマンド・ウォークスルー x
8.8.5.2.1. ドライバーまたはパッケージの作成と命名 8.8.5.2.2. ハードウェア・コンポーネント・クラスの識別 8.8.5.2.3. BSP タイプの設定 8.8.5.2.4. オペレーティング・システムの指定 8.8.5.2.5. ソースファイルの指定 8.8.5.2.6. サブディレクトリーの指定 8.8.5.2.7. ソフトウェア初期化の有効化 8.8.5.2.8. インクルード・パスの追加 8.8.5.2.9. バージョン互換
8.8.5.3. デバイスドライバーとソフトウェア・パッケージに向けた設定の作成 x
8.8.5.3.1. 設定が生成された BSP に与える影響 8.8.5.3.2. データタイプ 8.8.5.3.3. ディスティネーション・ファイルの設定 8.8.5.3.4. 表示名の設定 8.8.5.3.5. 識別子の設定 8.8.5.3.6. デフォルト値の設定 8.8.5.3.7. 設定の説明 8.8.5.3.8. 設定の作成例
8.9. HAL 用のカスタム・デバイスドライバーの作成 x
8.9.1. ヘッダーファイルと alt_sys_init.c 8.9.2. デバイスドライバーのソースコード
8.9.1. ヘッダーファイルと alt_sys_init.c x
8.9.1.1. 関連するヘッダーファイルに基づく alt_sys_init.c の作成
8.9.2. デバイスドライバーのソースコード x
8.9.2.1. altera_avalon_jtag_uart.h によるマクロの定義
9. 例外処理 x
9.1. Nios® V プロセッサー例外処理の概要 9.2. Nios® V プロセッサーのハードウェア割り込みサービスルーチン 9.3. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア割り込みサービスルーチン 9.4. Nios® V プロセッサーのタイマー割り込みサービスルーチン 9.5. Nios® V プロセッサー ISR パフォーマンスの改善 9.6. Nios® V プロセッサー ISR のデバッグ 9.7. HAL 例外処理システムの実装 9.8. Nios® V プロセッサー命令関連の例外ハンドラー
9.1. Nios® V プロセッサー例外処理の概要 x
9.1.1. 例外処理の用語 9.1.2. ハードウェア割り込みコントローラー 9.1.3. ハードウェアの動作 9.1.4. レイテンシーと応答時間
9.1.2. ハードウェア割り込みコントローラー x
9.1.2.1. 内部割り込みの概念
9.1.3. ハードウェアの動作 x
9.1.3.1. 内部割り込みコントローラーの仕組み
9.1.4. レイテンシーと応答時間 x
9.1.4.1. 内部割り込みコントローラー
9.2. Nios® V プロセッサーのハードウェア割り込みサービスルーチン x
9.2.1. ハードウェア割り込み向け HAL API 9.2.2. ハードウェア ISR の記述 9.2.3. ハードウェア ISR の登録 9.2.4. 割り込みの有効化と無効化 9.2.5. C の例
9.2.1. ハードウェア割り込み向け HAL API x
9.2.1.1. エンハンスト HAL ハードウェア割り込み API
9.2.2. ハードウェア ISR の記述 x
9.2.2.1. 一般例外ファネルの使用 9.2.2.2. 制限された環境での実行
9.2.3. ハードウェア ISR の登録 x
9.2.3.1. HAL における ISR の登録方法
9.2.5. C の例 x
9.2.5.1. Button PIO 割り込みを処理するためのハードウェア ISR の記述 9.2.5.2. HAL を使用した Button PIO ISR の登録
9.3. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア割り込みサービスルーチン x
9.3.1. ソフトウェア割り込み向け HAL API 9.3.2. ソフトウェア ISR の記述 9.3.3. ソフトウェア ISR の登録 9.3.4. 割り込みの有効化と無効化 9.3.5. C の例
9.3.5. C の例 x
9.3.5.1. ソフトウェア ISR の記述 9.3.5.2. HAL を使用したソフトウェア ISR の登録
9.5. Nios® V プロセッサー ISR パフォーマンスの改善 x
9.5.1. ソフトウェアのパフォーマンスの改善 9.5.2. ハードウェアのパフォーマンスの改善
9.5.1. ソフトウェアのパフォーマンスの改善 x
9.5.1.1. アプリケーション・コンテキストで時間のかかるアルゴリズムの実行 9.5.1.2. ハードウェアでの時間集約型アルゴリズムの実装 9.5.1.3. バッファーサイズの拡張 9.5.1.4. ダブルバッファーの使用 9.5.1.5. 割り込みを有効のままにする 9.5.1.6. 高速メモリーの使用 9.5.1.7. 別の例外スタックの使用 9.5.1.8. ネストされたハードウェア割り込みの使用 9.5.1.9. コンパイラー最適化の使用
9.5.1.7. 別の例外スタックの使用 x
9.5.1.7.1. 個別の一般例外スタック
9.5.2. ハードウェアのパフォーマンスの改善 x
9.5.2.1. 高速メモリーの追加 9.5.2.2. DMA コントローラーの追加 9.5.2.3. 高速メモリーへのハンドラーの配置 9.5.2.4. 割り込み優先順位の選択
9.5.2.4. 割り込み優先順位の選択 x
9.5.2.4.1. 内部割り込みコントローラーによるハードウェア割り込み優先度
9.7. HAL 例外処理システムの実装 x
9.7.1. 例外処理システムの構造 9.7.2. 一般的な例外ファネル 9.7.3. ハードウェア割り込みファネル 9.7.4. ソフトウェア例外ファネル 9.7.5. ソフトウェア割り込みハンドラー 9.7.6. タイマー割り込みハンドラー
9.7.2. 一般的な例外ファネル x
9.7.2.1. 例外が発生した場合 9.7.2.2. 内部割り込みコントローラーによる例外ディスパッチ 9.7.2.3. 例外からの復帰
9.7.3. ハードウェア割り込みファネル x
9.7.3.1. 内部割り込みコントローラー用のハードウェア割り込みファネル
9.7.4. ソフトウェア例外ファネル x
9.7.4.1. 命令関連の例外 9.7.4.2. その他の例外 9.7.4.3. 無効命令
9.8. Nios® V プロセッサー命令関連の例外ハンドラー x
9.8.1. 命令関連例外ハンドラーの記述 9.8.2. 命令関連例外ハンドラーの登録 9.8.3. 命令関連の例外ハンドラーの削除 9.8.4. 命令関連例外ハンドラーのデバッグ
9.8.1. 命令関連例外ハンドラーの記述 x
9.8.1.1. 例外原因コード
9.8.4. 命令関連例外ハンドラーのデバッグ x
9.8.4.1. JTAG UART ポーリング操作を有効にする 9.8.4.2. 命令関連の例外ハンドラー 9.8.4.3. カスタム例外ハンドラーの追加
10. キャッシュおよび密結合メモリー x
10.1. Nios® V プロセッサー・キャッシュの実装 10.2. リセット後のキャッシュの初期化 10.3. デバイスドライバー・キャッシュについての考慮事項 10.4. マルチマスター・システムおよびマルチプロセッサー・システムでのキャッシュ管理 10.5. 密結合メモリー
11. MicroC/OS-II リアルタイム・オペレーティング・システム x
11.1. MicroC/OS-II RTOS の概要 11.2. その他の RTOS プロバイダー 11.3. MicroC/OS-II の Nios® V プロセッサー実装 11.4. Nios® V プロセッサーに向けた MicroC/OS-II プロジェクトの実装
11.1. MicroC/OS-II RTOS の概要 x
11.1.1. サポートとライセンス
11.3. MicroC/OS-II の Nios® V プロセッサー実装 x
11.3.1. MicroC/OS-II アーキテクチャー 11.3.2. MicroC/OS-II デバイスドライバー 11.3.3. スレッドセーフ・ドライバー 11.3.4. newlib ANSI C 標準ライブラリー 11.3.5. MicroC/OS-II の割り込みサービスルーチン
12. MicroC/TCP-IP プロトコルスタック x
12.1. MicroC/TCP-IP プロトコルスタックの概要 12.2. サポートとライセンス 12.3. MicroC/TCP-IP プロトコルスタックを理解するための前提条件 12.4. MicroC/TCP-IP プロトコルスタックの紹介 — Nios® V プロセッサー・エディション 12.5. MicroC/TCP-IP スタック・ファイルおよびディレクトリー 12.6. MicroC/TCP-IP プロトコル・スタックの有効化 12.7. MicroC/TCP-IP プロトコルスタックの使用
12.4. MicroC/TCP-IP プロトコルスタックの紹介 — Nios® V プロセッサー・エディション x
12.4.1. Nios® V プロセッサーのシステム要件
12.7. MicroC/TCP-IP プロトコルスタックの使用 x
12.7.1. スタックの初期化 12.7.2. ネットワーク IP コンフィグレーション 12.7.3. アプリケーション例
12.7.3. アプリケーション例 x
12.7.3.1. simple_socket_server.c 12.7.3.2. app_iperf.c
13. FreeRTOS* リアルタイム・オペレーティング・システム x
13.1. FreeRTOS* の概要 13.2. Nios® V プロセッサーにおける FreeRTOS* の実装 13.3. Nios® V の FreeRTOS™ プロジェクトの実装
13.1. FreeRTOS* の概要 x
13.1.1. サポートとライセンス
13.2. Nios® V プロセッサーにおける FreeRTOS* の実装 x
13.2.1. FreeRTOS*アーキテクチャー 13.2.2. FreeRTOS* デバイスドライバー 13.2.3. スレッドセーフ HAL ドライバー 13.2.4. newlib ANSI C 標準ライブラリー
13.3. Nios® V の FreeRTOS™ プロジェクトの実装 x
13.3.1. FreeRTOS BSP プロジェクトの作成 13.3.2. FreeRTOS 機能の設定 13.3.3. FreeRTOS ベースのソースコードの記述 13.3.4. アプリケーション CMake ファイルの生成 13.3.5. FreeRTOS BSP およびアプリケーション・プロジェクトのビルド
14. 読み取り専用 zip ファイルシステム x
14.1. BSP Editor 内の読み取り専用 zip ファイルシステム 14.2. zip ファイルの準備 14.3. フラッシュへの zip ファイルのプログラミング 14.4. オンチップ ROM への zip ファイルのプログラミング
14.3. フラッシュへの zip ファイルのプログラミング x
14.3.1. 汎用 QSPI フラッシュ 14.3.2. コントロール・ブロック・ベースのデバイスにおけるアクティブ・シリアル・コンフィグレーション・フラッシュ 14.3.3. SDM ベースのデバイスにおけるアクティブ・シリアル・コンフィグレーション・フラッシュ
15. エンベデッド・ソフトウェアへのコンポーネント情報の公開 x
15.1. エンベデッド・コンポーネントの情報フロー 15.2. エンベデッド・ソフトウェアの割り当て
15.2. エンベデッド・ソフトウェアの割り当て x
15.2.1. C マクロの名前空間 15.2.2. 名前空間の設定
15.2.1. C マクロの名前空間 x
15.2.1.1. system.h で生成されるマクロ 15.2.1.2. GCC C/C++ 32 ビット・プロセッサー定数
15.2.2. 名前空間の設定 x
15.2.2.1. データタイプの設定 15.2.2.2. コンポーネントのコンフィグレーション情報 15.2.2.3. メモリー・マップド・スレーブの情報
16. Nios® V プロセッサー — 付録 x
16.1. HAL API 16.2. Nios® V プロセッサー・ツール・リファレンス 16.3. GNU RISC-V 組み込み GCC ツールチェーン・リファレンス 16.4. Nios® V プロセッサー・ボード・サポート・パッケージ・エディターにより管理される設定 16.5. ボード・サポート・パッケージの Tcl コマンド 16.6. Nios® V プロセッサーのデザイン例 16.7. 手動でのシステム PATH 変数の設定
16.1. HAL API x
16.1.1. HAL API リファレンス 16.1.2. HAL 標準型
16.1.1. HAL API リファレンス x
16.1.1.1. _exit() 16.1.1.2. _rename() 16.1.1.3. alt_dcache_flush() 16.1.1.4. alt_dcache_flush_all() 16.1.1.5. alt_icache_flush_all() 16.1.1.6. alt_dcache_flush_no_writeback() 16.1.1.7. alt_icache_flush_all() 16.1.1.8. alt_icache_flush() 16.1.1.9. alt_alarm_start() 16.1.1.10. alt_alarm_stop() 16.1.1.11. alt_dma_rxchan_depth() 16.1.1.12. alt_dma_rxchan_close() 16.1.1.13. alt_dev_reg() 16.1.1.14. alt_dma_rxchan_open() 16.1.1.15. alt_dma_rxchan_prepare() 16.1.1.16. alt_dma_rxchan_reg() 16.1.1.17. alt_dma_txchan_close() 16.1.1.18. alt_dma_txchan_ioctl() 16.1.1.19. alt_dma_txchan_open() 16.1.1.20. alt_dma_txchan_reg() 16.1.1.21. alt_flash_close_dev() 16.1.1.22. alt_exception_cause_generated_bad_addr() 16.1.1.23. alt_erase_flash_block() 16.1.1.24. alt_dma_rxchan_ioctl() 16.1.1.25. alt_dma_txchan_space() 16.1.1.26. alt_dma_txchan_send() 16.1.1.27. alt_flash_open_dev() 16.1.1.28. alt_fs_reg() 16.1.1.29. alt_get_flash_info() 16.1.1.30. alt_ic_irq_disable() 16.1.1.31. alt_ic_irq_enable() 16.1.1.32. alt_ic_isr_register() 16.1.1.33. alt_ic_irq_enable() 16.1.1.34. alt_instruction_exception_register() 16.1.1.35. alt_irq_cpu_enable_interrupts () 16.1.1.36. alt_irq_disable_all() 16.1.1.37. alt_irq_enable_all() 16.1.1.38. alt_irq_enabled() 16.1.1.39. alt_irq_init() 16.1.1.40. alt_irq_pending () 16.1.1.41. alt_llist_insert() 16.1.1.42. alt_llist_remove() 16.1.1.43. alt_load_section() 16.1.1.44. alt_nticks() 16.1.1.45. alt_read_flash() 16.1.1.46. alt_tick() 16.1.1.47. alt_ticks_per_second() 16.1.1.48. alt_timestamp() 16.1.1.49. alt_timestamp_freq() 16.1.1.50. alt_timestamp_start() 16.1.1.51. alt_write_flash() 16.1.1.52. alt_write_flash_block() 16.1.1.53. close() 16.1.1.54. fstat() 16.1.1.55. fork() 16.1.1.56. fcntl() 16.1.1.57. execve() 16.1.1.58. getpid() 16.1.1.59. kill() 16.1.1.60. stat() 16.1.1.61. settimeofday() 16.1.1.62. wait() 16.1.1.63. unlink() 16.1.1.64. sbrk() 16.1.1.65. link() 16.1.1.66. lseek() 16.1.1.67. open() 16.1.1.68. alt_sysclk_init() 16.1.1.69. times() 16.1.1.70. read() 16.1.1.71. write() 16.1.1.72. usleep() 16.1.1.73. alt_lock_flash() 16.1.1.74. gettimeofday() 16.1.1.75. ioctl() 16.1.1.76. isatty() 16.1.1.77. alt_niosv_enable_msw_interrupt() 16.1.1.78. alt_niosv_disable_msw_interrupt() 16.1.1.79. alt_niosv_is_msw_interrupt_enabled() 16.1.1.80. alt_niosv_trigger_msw_interrupt() 16.1.1.81. alt_niosv_clear_msw_interrupt() 16.1.1.82. alt_niosv_register_msw_interrupt_handler()
16.1.2. HAL 標準型 x
16.1.2.1. alt_getchar() 16.1.2.2. alt_putstr() 16.1.2.3. alt_putchar() 16.1.2.4. alt_printf()
16.2. Nios® V プロセッサー・ツール・リファレンス x
16.2.1. Nios® V プロセッサーのコマンドライン・ユーティリティー 16.2.2. ファイル・フォーマット変換ツール・リファレンス 16.2.3. その他のコマンドライン・ユーティリティー・ツール・リファレンス
16.2.1. Nios® V プロセッサーのコマンドライン・ユーティリティー x
16.2.1.1. niosv-shell 16.2.1.2. niosv-bsp 16.2.1.3. niosv-app 16.2.1.4. niosv-download 16.2.1.5. niosv-stack-report
16.2.2. ファイル・フォーマット変換ツール・リファレンス x
16.2.2.1. elf2hex 16.2.2.2. elf2flash
16.2.3. その他のコマンドライン・ユーティリティー・ツール・リファレンス x
16.2.3.1. juart-terminal 16.2.3.2. cmake 16.2.3.3. make 16.2.3.4. openocd 16.2.3.5. openocd-cfg-gen
16.4. Nios® V プロセッサー・ボード・サポート・パッケージ・エディターにより管理される設定 x
16.4.1. BSP 設定の概要 16.4.2. コンポーネントとドライバーの設定の概要 16.4.3. BSP 設定のリファレンス
16.4.2. コンポーネントとドライバーの設定の概要 x
16.4.2.1. インテル FPGA Avalon-MM JTAG UART ドライバーの設定 16.4.2.2. インテル FPGA Avalon-MM UART ドライバーの設定
16.4.3. BSP 設定のリファレンス x
16.4.3.1. Intel HAL BSP 16.4.3.2. Micrium MicroC/OS-II BSP 16.4.3.3. FreeRTOS BSP 16.4.3.4. Device Drivers BSP
16.5. ボード・サポート・パッケージの Tcl コマンド x
16.5.1. Tcl コマンド環境 16.5.2. BSP 設定の Tcl コマンド 16.5.3. BSP 生成コールバックの Tcl コマンド 16.5.4. ドライバーおよびパッケージの Tcl コマンド
16.5.2. BSP 設定の Tcl コマンド x
16.5.2.1. add_memory_device 16.5.2.2. add_memory_region 16.5.2.3. add_section_mapping 16.5.2.4. are_same_resource 16.5.2.5. delete_memory_region 16.5.2.6. delete_section_mapping 16.5.2.7. disable_sw_package 16.5.2.8. enable_sw_package 16.5.2.9. get_addr_span 16.5.2.10. get_assignment 16.5.2.11. get_available_drivers 16.5.2.12. get_available_sw_packages 16.5.2.13. get_base_addr 16.5.2.14. get_break_offset 16.5.2.15. get_break_slave_desc 16.5.2.16. get_cpu_name 16.5.2.17. get_current_memory_regions 16.5.2.18. get_current_section_mappings 16.5.2.19. get_default_memory_regions 16.5.2.20. get_driver 16.5.2.21. get_enabled_sw_packages 16.5.2.22. get_exception_offset 16.5.2.23. get_exception_slave_desc 16.5.2.24. get_fast_tlb_miss_exception_offset 16.5.2.25. get_fast_tlb_miss_exception_slave_desc 16.5.2.26. get_interrupt_controller_id 16.5.2.27. get_irq_interrupt_controller_id 16.5.2.28. get_irq_number 16.5.2.29. get_memory_region 16.5.2.30. get_module_class_name 16.5.2.31. get_module_name 16.5.2.32. get_reset_offset 16.5.2.33. get_reset_slave_desc 16.5.2.34. get_section_mapping 16.5.2.35. get_setting 16.5.2.36. get_setting_desc 16.5.2.37. get_slave_descs 16.5.2.38. is_char_device 16.5.2.39. is_connected_interrupt_controller_device 16.5.2.40. is_connected_to_data_master 16.5.2.41. is_connected_to_instruction_master 16.5.2.42. is_ethernet_mac_device 16.5.2.43. is_flash 16.5.2.44. is_memory_device 16.5.2.45. is_non_volatile_storage 16.5.2.46. is_timer_device 16.5.2.47. log_debug 16.5.2.48. log_default 16.5.2.49. log_error 16.5.2.50. log_verbose 16.5.2.51. set_driver 16.5.2.52. set_ignore_file 16.5.2.53. set_setting 16.5.2.54. update_memory_region 16.5.2.55. update_section_mapping 16.5.2.56. add_default_memory_regions 16.5.2.57. create_bsp 16.5.2.58. generate_bsp 16.5.2.59. get_available_bsp_type_versions 16.5.2.60. get_available_bsp_types 16.5.2.61. get_available_cpu_architectures 16.5.2.62. get_available_cpu_names 16.5.2.63. get_available_software 16.5.2.64. get_available_software_setting_properties 16.5.2.65. get_available_software_settings 16.5.2.66. get_bsp_version 16.5.2.67. get_cpu_architecture 16.5.2.68. get_sopcinfo_file 16.5.2.69. get_supported_bsp_types 16.5.2.70. is_bsp_hal_extension 16.5.2.71. open_bsp 16.5.2.72. save_bsp 16.5.2.73. set_bsp_version 16.5.2.74. set_logging_mode
16.5.3. BSP 生成コールバックの Tcl コマンド x
16.5.3.1. add_class_sw_setting 16.5.3.2. add_class_systemh_line 16.5.3.3. add_module_sw_property 16.5.3.4. add_module_sw_setting 16.5.3.5. add_module_systemh_line 16.5.3.6. add_systemh_line 16.5.3.7. get_class_peripheral 16.5.3.8. get_module_assignment 16.5.3.9. get_module_name 16.5.3.10. get_module_peripheral 16.5.3.11. get_module_sw_setting_value 16.5.3.12. get_peripheral_property 16.5.3.13. remove_class_systemh_line 16.5.3.14. remove_module_systemh_line 16.5.3.15. set_class_sw_setting_property 16.5.3.16. set_module_sw_setting_property
16.5.4. ドライバーおよびパッケージの Tcl コマンド x
16.5.4.1. add_sw_property 16.5.4.2. add_sw_setting 16.5.4.3. add_sw_setting2 16.5.4.4. create_driver 16.5.4.5. create_os 16.5.4.6. create_sw_package 16.5.4.7. set_sw_property 16.5.4.8. set_sw_setting_property
16.6. Nios® V プロセッサーのデザイン例 x
16.6.1. インテル® FPGA Design Store 16.6.2. Quartus® Prime ソフトウェア 16.6.3. 他の インテル® FPGA デバイスへの移行
16.6.2. Quartus® Prime ソフトウェア x
16.6.2.1. コンフィグレーション可能なデザイン例
1. Nios® V エンベデッド・プロセッサー開発の概要
2. グラフィカル・ユーザー・インターフェイスのガイドライン
3. コマンドラインでの操作方法
4. Nios® V プロセッサー・ソフトウェアの開発と実装
5. Nios® V プロセッサーのボード・サポート・パッケージ・エディター
6. ハードウェア・アブストラクション・レイヤー (HAL) の概要
7. ハードウェア・アブストラクション・レイヤー (HAL) を使用した開発
8. ハードウェア・アブストラクション・レイヤーに向けたデバイスドライバーの開発
9. 例外処理
10. キャッシュおよび密結合メモリー
11. MicroC/OS-II リアルタイム・オペレーティング・システム
12. MicroC/TCP-IP プロトコルスタック
13. FreeRTOS* リアルタイム・オペレーティング・システム
14. 読み取り専用 zip ファイルシステム
15. エンベデッド・ソフトウェアへのコンポーネント情報の公開
16. Nios® V プロセッサー — 付録
A. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア開発者ハンドブックのアーカイブ
17. Nios® V プロセッサー・ソフトウェア開発者ハンドブックの改訂履歴

8.9.2. デバイスドライバーのソースコード

ヘッダーファイルに加えて、コンポーネント・ドライバーは、BSP に組み込むソースコードを提供する必要がある場合があります。このソースコードはハードウェア・コンポーネントに固有で、1 つまたは複数の C ファイル (またはアセンブリー言語ファイル) に存在します。

デバイスドライバーを記述する際、ソースコード内に HAL I/O マクロを提供してください。HAL はアセンブリー命令をロードおよび格納するために展開する C 言語マクロ IORD および IOWR を提供しています。これらのマクロは、HAL デバイスドライバーがデバイスレジスターにアクセスするために提供されています。
注: これらの命令はデータキャッシュをバイパスすることはできません。デバイスレジスターをペリフェラル領域内に配置する必要があります。

一般的に、プログラムは system.h で定義された値を BASE および REGNUM パラメーターとして渡します。これらのマクロは、<Intel Quartus installation directory>/ip/altera/soft_processor/intel_niosv_common/HAL/inc/io.h で定義されています。

表 37.  HAL I/O マクロ
マクロ 使用方法
IORD(BASE, REGNUM) ベースアドレス BASE を持つデバイスのオフセット REGNUM にあるレジスターの値を読み取ります。レジスターはバスのアドレス幅によってオフセットされていると想定されます。
IOWR(BASE, REGNUM, DATA) ベースアドレス BASE を持つデバイスのオフセット REGNUM にある値 DATA をレジスターに書き込みます。レジスターはバスのアドレス幅によってオフセットされていると想定されます。
IORD_32DIRECT(BASE, OFFSET) アドレス BASE+OFFSET の位置で 32 ビットの読み取りアクセスを行います。
IORD_16DIRECT(BASE, OFFSET) アドレス BASE+OFFSET の位置で 16 ビットの読み取りアクセスを行います。
IORD_8DIRECT(BASE, OFFSET) アドレス BASE+OFFSET の位置で 8 ビットの読み取りアクセスを行います。
IOWR_32DIRECT(BASE, OFFSET, DATA) アドレス BASE+OFFSET の位置で値 DATA を書き込むために 32 ビットの書き込みアクセスを行います。
IOWR_16DIRECT(BASE, OFFSET, DATA) アドレス BASE+OFFSET の位置で値 DATA を書き込むために 16 ビットの書き込みアクセスを行います。
IOWR_8DIRECT(BASE, OFFSET, DATA) アドレス BASE+OFFSET の位置で値 DATA を書き込むために 8 ビットの書き込みアクセスを行います。

セクションの内容
altera_avalon_jtag_uart.h によるマクロの定義

レベル 2 の表題