・2017/03/10
Raspberry Pi3で iPhoneの開発言語でお馴染みの Swiftを動かし、GPIOを操作して Lチカする方法
(Raspbian Jessieで Swift言語のセットアップ方法、GPIOの LEDを Lチカや I2Cを制御する方法)
Tags: [Raspberry Pi], [電子工作]
● Raspberry Pi 3 Model Bを遂に購入
Raspberry Pi3 Model B RPI2 RPI3
大人気の CPUボードの Raspberry Piに WiFiと Bluetoothが搭載されたモデルが新発売となりました。
以前から Raspberry Pi 2を買おうかどうか迷っていましたが、Raspberry Pi 3 Model Bの発売を機に購入を決意してラズベリアンになる事にしました。
※ ラズパイの OS Raspbianはバージョンが上がる毎に過去の版と OSの内部の作りが変わり、過去に書かれた製作記事（例えば Raspbian Wheezyの時代の記事）がそのままではエラーが出たりして動かない事が有ります。
※ 当方のホームページのラズパイ記事は全て Raspberry Pi 3 Model Bと Raspbian Jessieの組み合わせで動作確認をしております。
（ただし、将来的に新しい Raspbian OSが出た場合に、当方の Raspbian Jessieを基にした内容がそのままでは動かない可能性が有ります。）
※ 2017/08/16から Raspbian OSは Raspbian Jessieから Raspbian Stretchに変わりました。
※ 2019/06/20から Raspbian OSは Raspbian Stretchから Raspbian Busterに変わりました。
Download Raspbian for Raspberry Pi
ちなみに、歴代のバージョンと名称は
| Debian | コードネーム | 年月 | 備考 | （参考）Ubuntuでの該当名称 |
| Debian 11 | Bullseye | 2021/08/14～ | 2021/11からラズパイにリリース | Focal Fossa 20.04 LTS ？ |
| Debian 10 | Buster | 2019/06/20～ | 2019/06からラズパイ４対応 | Bionic 18.04 LTS |
| Debian 9 | Stretch | 2017/08/16～ | 2018/03からラズパイ３Ｂ＋対応 | Xenial 16.04 LTS |
| Debian 8 | Jessie | 2015～ | 2016/02からラズパイ３対応 | Trusty 14.04 LTS |
| Debian 7 | Wheezy | 2013～2016 | | |
| Debian 6.0 | Squeeze | 2011～2014 | | |
| Debian GNU/Linux 5.0 | Lenny | 2009～2012 | | |
●ラズパイで iPhoneの開発言語でお馴染みの Swiftを動かし、更に GPIOも操作する方法
ラズパイで Swift言語を動かす事に意味があるのか等は置いておいて、とにかく動かせると言う事で動かしてみます。
Swiftや SwiftyGPIOのバージョンが上がった関係で、ググって出てくる他のブログのラズパイ Swiftや SwiftyGPIOに関する内容が古くなっており、そのままではエラーが出て動かせませんでした。
2017年 3月現在の最新の状態で確実に動作させる事ができる手順として、この記事はそれらの情報を更新すると言う意味合いも有ります。
●ラズパイ系の Swiftの種類
・ Umberto Raimondi氏のラズパイ用 Swift、SwiftyGPIOの作者でもある
Swift 3.0.2 For Raspberry Pi Zero/1/2/3 Published on December 30, 2016
・自分で Swiftをコンパイルしたい人用
Building Swift 3.0 on an ARMv7 System
・ libstdc++.so.6: version `GLIBCXX_3.4.21' not foundで動かなかった
プロジェクト Swift-3.0-Pi3-ARM-Incremental
swift-3.0-2016-12-21-RPi23-ubuntu16.04.tar.gz 111.44MB
GLIBCXX_3.4.21
libstdc++.so.6: version `GLIBCXX_3.4.21' not found
strings /usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libstdc++.so.6 | grep GLIBCXX
GLIBCXX_3.4
GLIBCXX_3.4.1
GLIBCXX_3.4.2
GLIBCXX_3.4.3
GLIBCXX_3.4.4
GLIBCXX_3.4.5
GLIBCXX_3.4.6
GLIBCXX_3.4.7
GLIBCXX_3.4.8
GLIBCXX_3.4.9
GLIBCXX_3.4.10
GLIBCXX_3.4.11
GLIBCXX_3.4.12
GLIBCXX_3.4.13
GLIBCXX_3.4.14
GLIBCXX_3.4.15
GLIBCXX_3.4.16
GLIBCXX_3.4.17
GLIBCXX_3.4.18
GLIBCXX_3.4.19
GLIBCXX_3.4.20
GLIBCXX_DEBUG_MESSAGE_LENGTH
・ swift.org公式の Swift（x86用なので動きません）
Download Swift 3.0.2 Releases December 13, 2016
cannot execute binary file: Exec format error
● Umberto Raimondi氏のラズパイ用 Swift
この Swiftバイナリが一番簡単に動かす事ができます。
Umberto Raimondi氏が Raspberry Pi Zero/1/2/3と全てのラズパイで動く Swiftのバイナリを公開しています。
この方は Swiftで GPIOを動かす SwiftyGPIOを GitHubで公開しています。
Swift 3.0.2 For Raspberry Pi Zero/1/2/3 Published on December 30, 2016
The ARMv6 - RaspberryPi (A,B,A+,B+) and the Zero
The ARMv7 - RaspberryPi 2 and 3
● The ARMv7 - RaspberryPi 2 and 3
swift-3.0.2-RPi23-RaspbianNov16.tgz
swift-3.0.2-RPi23-RaspbianNov16.tgz 110.26MB
GitHub - uraimo/SwiftyGPIO
A Swift library to interact with GPIO/SPI/PWM on Linux/ARM boards (RaspberryPi, BeagleBone, CHIP, etc...)
$ uname -a
Linux raspberrypi 4.4.48-v7+ #964 SMP Mon Feb 13 16:57:51 GMT 2017 armv7l GNU/Linux
# sudo apt-get updateで内部データベースを最新の状態にする
sudo apt-get -y update
# ラズパイで Swiftを動かすのに必要なモジュールをダウンロードする
sudo apt-get -y install clang wget
# ラズパイ用の Swiftバイナリ一式をダウンロードする
wget https://www.dropbox.com/s/kmu5p6j0otz3jyr/swift-3.0.2-RPi23-RaspbianNov16.tgz
# ラズパイ用の Swiftバイナリ一式を解凍する
tar xvfz swift-3.0.2-RPi23-RaspbianNov16.tgz
# Swiftのバージョンを確認する
./usr/bin/swift --version
Swift version 3.0.2 (swift-3.0.2-RELEASE)
Target: armv7--linux-gnueabihf
# Swiftのパスを設定する
# ./usr/bin/を付ける必要が無くなる
export PATH=/home/pi/usr/bin/:"${PATH}"
# お決まりの Swift版 Hello Worldのサンプル
echo 'print("Hello World Swift !")' > test.swift
# インタプリタ形式でコンパイルせずにそのまま実行する方法
swift test.swift
Hello World Swift !
# swiftcコマンドで swiftファイルをコンパイルしてバイナリを生成する方法
swiftc test.swift
# コンパイルしたバイナリの確認する
ls -l test*
-rwxr-xr-x 1 pi pi 9244 Mar 11 11:53 test
-rw-r--r-- 1 pi pi 29 Mar 11 10:37 test.swift
# ./testでコンパイルしたバイナリを実行する
./test
Hello World Swift !
● swiftcコマンドで exit code 127のエラーが発生する場合の対処方法
clangパッケージをインストールしていないと swiftcコマンドで exit code 127のエラーが出ます。
sudo apt-get -y install clang
で clangパッケージをインストールします。
swiftc
<unknown>:0: error: link command failed with exit code 127 (use -v to see invocation)
exit code 127エラーが出る場合
$ swiftc -v test.swift
Swift version 3.0.2 (swift-3.0.2-RELEASE)
Target: armv7--linux-gnueabihf
/home/pi/usr/bin/swift -frontend -c -primary-file test.swift -target armv7--linux-gnueabihf -disable-objc-interop -color-diagnostics -module-name test -o /tmp/test-971861.o
/home/pi/usr/bin/swift-autolink-extract /tmp/test-971861.o -o /tmp/test-97f5a1.autolink
clang++ -fuse-ld=gold -target armv7--linux-gnueabihf -Xlinker -rpath -Xlinker /home/pi/usr/lib/swift/linux /home/pi/usr/lib/swift/linux/armv7/swift_begin.o /tmp/test-971861.o -L /home/pi/usr/lib/swift/linux --target=armv7--linux-gnueabihf -lswiftCore @/tmp/test-97f5a1.autolink /home/pi/usr/lib/swift/linux/armv7/swift_end.o -o test
<unknown>:0: error: link command failed with exit code 127 (use -v to see invocation)
正常に swiftcでコンパイルできる場合
$ swiftc -v test.swift
Swift version 3.0.2 (swift-3.0.2-RELEASE)
Target: armv7--linux-gnueabihf
/home/pi/usr/bin/swift -frontend -c -primary-file test.swift -target armv7--linux-gnueabihf -disable-objc-interop -color-diagnostics -module-name test -o /tmp/test-a1b02c.o
/home/pi/usr/bin/swift-autolink-extract /tmp/test-a1b02c.o -o /tmp/test-c02645.autolink
/usr/bin/clang++ -fuse-ld=gold -target armv7--linux-gnueabihf -Xlinker -rpath -Xlinker /home/pi/usr/lib/swift/linux /home/pi/usr/lib/swift/linux/armv7/swift_begin.o /tmp/test-a1b02c.o -L /home/pi/usr/lib/swift/linux --target=armv7--linux-gnueabihf -lswiftCore @/tmp/test-c02645.autolink /home/pi/usr/lib/swift/linux/armv7/swift_end.o -o test
● SwiftyGPIOを使って Swiftでラズパイの GPIOに接続した LEDを Lチカする
SwiftyGPIOを使って Swiftでラズパイの GPIOに接続した LEDを Lチカします。
GPIOに LEDを接続する方法は下記をご覧ください。
今回も GPIO22に LEDを接続します。
・2016/04/02
Raspberry Pi 3の GPIOに LEDとスイッチを接続して Lチカする方法
ラズパイ３の GPIOに LEDとスイッチを取り付けて Lチカ実験する方法
# SwiftyGPIOライブラリ一式（swiftソース）をダウンロードする
wget https://raw.githubusercontent.com/uraimo/SwiftyGPIO/master/Sources/SwiftyGPIO.swift
wget https://raw.githubusercontent.com/uraimo/SwiftyGPIO/master/Sources/Presets.swift
wget https://raw.githubusercontent.com/uraimo/SwiftyGPIO/master/Sources/SunXi.swift
# サンプルの main.swiftをダウンロードする
wget https://raw.githubusercontent.com/uraimo/SwiftyGPIO/master/Examples/Basic/raspi2/Sources/main.swift
# サンプルの main.swiftを下記の様に編集する
# （GPIO22に LEDを接続して Lチカする 2秒周期）
# import SwiftyGPIOをコメント化
# GPIOを 22に変更
# sleep関数を追加
# sleep(1);で 1秒待つ
# usleep(1000000);で 1000000マイクロ秒 = 1000000us = 1000ms = 1秒待つ
nano main.swift
import Glibc
let gpios = SwiftyGPIO.GPIOs(for:.RaspberryPi2)
gpios[.P22]!.direction = .OUT
while true {
gpios[.P22]!.value = 1
sleep(1);
gpios[.P22]!.value = 0
sleep(1);
}
# （最初に作成した Hello World Swift !の test.swiftを削除する）
rm test.swift
# コンパイルする
swiftc *.swift
$ ls -l main
-rwxr-xr-x 1 pi pi 193856 Mar 11 13:11 main
# 実行する
./main
# GPIO22に接続した LEDが 2秒周期で Lチカする（1秒毎に LEDがオンとオフをする）
● SwiftyGPIOの GPIOピン番号の指定方法
GPIO: RASPBERRY PI MODELS A AND B
・GPIO: RASPBERRY PI MODELS A AND B
（公式ページより引用）
26ピンコネクタの 黄色丸の数字を指定します。
GPIO: MODELS A+、B+、RASPBERRY PI 2 B AND RASPBERRY PI 3 B
・GPIO: MODELS A+、B+、RASPBERRY PI 2 B AND RASPBERRY PI 3 B
（公式ページより引用）
40ピンコネクタの 黄色丸の数字を指定します。
（前半の 26ピンの配置は PI MODELS A AND Bと同じです。）
● SwiftyGPIO SwiftyGPIO.GPIOsに指定するボードの種類
旧書式： SwiftyGPIO.getGPIOsForBoard(.RaspberryPiPlusZero)
新書式： SwiftyGPIO.GPIOs(for:.RaspberryPiPlusZero)
ラズパイ３の場合は RaspberryPi2を指定して、SwiftyGPIO.GPIOs(for:.RaspberryPi2)とします。
SwiftyGPIO.GPIOsに指定するボードの種類は、
SwiftyGPIO.swift
の下記で Enum定義されています。
public enum SupportedBoard {
case RaspberryPiRev1 // Pi A,B Revision 1
case RaspberryPiRev2 // Pi A,B Revision 2
case RaspberryPiPlusZero // Pi A+,B+,Zero with 40 pin header
case RaspberryPi2 // Pi 2 with 40 pin header
case CHIP
case BeagleBoneBlack
case BananaPi
case OrangePi
case OrangePiZero
}
それ以外にも SPIや PWMの指定が有ります。（SwiftyGPIO.swiftの中を見ると色々な事を発見できます。）
public struct SwiftyGPIO {
public static func GPIOs(for board: SupportedBoard) -> [GPIOName: GPIO] {
switch(board){
case .RaspberryPiRev1:
return GPIORPIRev1
case .RaspberryPiRev2:
return GPIORPIRev2
case .RaspberryPiPlusZero:
return GPIORPIPlusZERO
case .RaspberryPi2:
return GPIORPI2
case .CHIP:
return GPIOCHIP
case .BeagleBoneBlack:
return GPIOBEAGLEBONE
case .BananaPi:
return GPIOBANANAPI
case .OrangePi:
return GPIOORANGEPI
case .OrangePiZero:
return GPIOORANGEPIZERO
}
}
public static func hardwareSPIs(for board: SupportedBoard) -> [SPIOutput]? {
switch(board){
case .RaspberryPiRev1:
fallthrough
case .RaspberryPiRev2:
fallthrough
case .RaspberryPiPlusZero:
fallthrough
case .RaspberryPi2:
return [SPIRPI[0]!,SPIRPI[1]!]
case .BananaPi:
return [SPIBANANAPI[0]!,SPIBANANAPI[1]!]
default:
return nil
}
}
public static func hardwarePWMs(for board: SupportedBoard) -> [Int:[GPIOName:PWMOutput]]? {
switch(board){
case .RaspberryPiRev1:
fallthrough
case .RaspberryPiRev2:
fallthrough
case .RaspberryPiPlusZero:
return PWMRPI1
case .RaspberryPi2:
return PWMRPI23
default:
return nil
}
}
}
public enum GPIODirection: String {
case IN="in"
case OUT="out"
}
public enum GPIOEdge: String {
case NONE="none"
case RISING="rising"
case FALLING="falling"
case BOTH="both"
}
public enum ByteOrder{
case MSBFIRST
case LSBFIRST
}
● Xcode Swiftまとめ macOS、Mac OS X用です。
Tags: [Raspberry Pi], [電子工作]
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