例えばenabled_input関数を呼ばなければ、input_pulldown関数は呼び出せないようにしたい
以下の2種類の方法がありますので、まずどちらにするか選ばないといけません。
- 実行時に状態をチェックしてエラーにする
- コンパイル時の型検査でエラーにする
具体的なコードはこちらで解説されているとおりです。
そのページの最初のコードが1.で、『型状態』のところのコードが2.になります。
1.はbool
型やenum
を使って状態を管理し、メソッドからResult
型の値を返すことで処理の成功と失敗を表現します。
2.はジェネリクスを使って状態を管理し、状態遷移できない場合はコンパイルエラーにします。
追記 (2021年12月7日)
『設計契約』に載っているコードはGPIO_CONFIG
などの自動生成された型の定義がないので、そのままではコンパイルできません。そこで、学習用として、2.(型状態)のコードを元に不足している型定義を仮のもので補い、コンパイルできるようにしました。それらの仮のものはraw_gpio
というモジュールに入れてあります。
これを使って、以下のことを確認してみてください。
- このままでコンパイルできること
main
関数内の「これはできません」と書かれているコードをコメントアウトすると、コンパイルエラーになること
このコードを読んでわからないことがあれば、コメント欄、または、別の新しい質問を作って聞いてください。
/// GPIOインタフェース
pub struct GpioConfig<EN, DIR, MD> {
periph: raw_gpio::RawGpioConfig,
_enabled: EN,
_direction: DIR,
_mode: MD,
}
// GpioConfigのための型状態
/// ピン無効
pub struct Disabled;
/// ピン有効
pub struct Enabled;
/// 出力状態
pub struct Output;
/// 入力状態
pub struct Input;
/// 入力モード プルロー
pub struct PulledLow;
/// 入力モード プルアップ
pub struct PulledHigh;
/// 入力モード ハイインピーダンス(絶縁状態)
pub struct HighZ;
/// 未設定
pub struct DontCare;
impl GpioConfig<Disabled, DontCare, DontCare> {
fn new() -> Self {
Self {
periph: raw_gpio::RawGpioConfig::default(),
_enabled: Disabled,
_direction: DontCare,
_mode: DontCare,
}
}
}
/// これらの関数はどのGPIOピンにも使えます
impl<EN, DIR, INMD> GpioConfig<EN, DIR, INMD> {
pub fn into_disabled(mut self) -> GpioConfig<Disabled, DontCare, DontCare> {
self.periph.disable();
GpioConfig {
periph: self.periph,
_enabled: Disabled,
_direction: DontCare,
_mode: DontCare,
}
}
pub fn into_enabled_input(mut self) -> GpioConfig<Enabled, Input, HighZ> {
self.periph.enable();
self.periph.set_direction_to_input();
self.periph.set_input_mode_to_high_z();
GpioConfig {
periph: self.periph,
_enabled: Enabled,
_direction: Input,
_mode: HighZ,
}
}
pub fn into_enabled_output(mut self) -> GpioConfig<Enabled, Output, DontCare> {
self.periph.enable();
self.periph.set_direction_to_input();
self.periph.set_input_mode_to_high_z();
GpioConfig {
periph: self.periph,
_enabled: Enabled,
_direction: Output,
_mode: DontCare,
}
}
}
/// この関数はOutputピンに使用できます
impl GpioConfig<Enabled, Output, DontCare> {
pub fn set_bit(&mut self, set_high: bool) {
self.periph.set_output_status(set_high);
}
}
/// これらのメソッドは、有効化された入力GPIOに使えます
impl<INMD> GpioConfig<Enabled, Input, INMD> {
pub fn bit_is_set(&mut self) -> bool {
self.periph.read();
self.periph.get_input_status()
}
pub fn into_input_high_z(mut self) -> GpioConfig<Enabled, Input, HighZ> {
self.periph.set_input_mode_to_high_z();
GpioConfig {
periph: self.periph,
_enabled: Enabled,
_direction: Input,
_mode: HighZ,
}
}
pub fn into_input_pull_down(mut self) -> GpioConfig<Enabled, Input, PulledLow> {
self.periph.set_input_mode_to_pull_low();
GpioConfig {
periph: self.periph,
_enabled: Enabled,
_direction: Input,
_mode: PulledLow,
}
}
pub fn into_input_pull_up(mut self) -> GpioConfig<Enabled, Input, PulledHigh> {
self.periph.set_input_mode_to_pull_high();
GpioConfig {
periph: self.periph,
_enabled: Enabled,
_direction: Input,
_mode: PulledHigh,
}
}
}
fn main() {
// -------------------------------------
// 例1:未設定から高抵抗入力
// -------------------------------------
let pin: GpioConfig<Disabled, _, _> = GpioConfig::new();
// これはできません、ピンが有効になっていません!
// pin.into_input_pull_down();
// 今度は、未設定から高抵抗入力に変えます
// 訳注:into_enabled_input()は入力モードを高抵抗にします
let mut input_pin = pin.into_enabled_input();
// ピンから値を読みます
let _pin_state = input_pin.bit_is_set();
// これはできません、入力ピンはこのインタフェースを持っていません!
// input_pin.set_bit(true);
// -------------------------------------
// 例2:高抵抗入力からプルダウン入力
// -------------------------------------
let mut pulled_low = input_pin.into_input_pull_down();
let _pin_state = pulled_low.bit_is_set();
// -------------------------------------
// 例3:プルダウン入力から出力、ハイを設定
// -------------------------------------
let mut output_pin = pulled_low.into_enabled_output();
output_pin.set_bit(false);
// これはできません、出力ピンはこのインタフェースを持っていません!
// output_pin.into_input_pull_down();
}
/// このモジュールはRustコードの学習用に用意した「仮想的なハードウェア」の状態を持つ
pub(crate) mod raw_gpio {
#[derive(Debug)]
enum RawDirection {
In,
Out,
}
#[derive(Debug)]
enum RawInputMode {
PulledLow,
PulledHigh,
HighZ,
}
#[derive(Debug)]
enum RawStatus {
Low,
High,
}
/// GPIO設定構造体
#[derive(Debug)]
pub(crate) struct RawGpioConfig {
enabled: bool,
direction: RawDirection,
input_mode: RawInputMode,
status: RawStatus,
}
impl Default for RawGpioConfig {
fn default() -> Self {
Self {
enabled: false,
direction: RawDirection::Out,
input_mode: RawInputMode::HighZ,
status: RawStatus::High,
}
}
}
impl RawGpioConfig {
pub(crate) fn enable(&mut self) {
self.enabled = true;
}
pub(crate) fn disable(&mut self) {
self.enabled = false;
}
pub(crate) fn set_direction_to_input(&mut self) {
self.direction = RawDirection::In;
}
pub(crate) fn set_input_mode_to_high_z(&mut self) {
self.input_mode = RawInputMode::HighZ;
}
pub(crate) fn set_input_mode_to_pull_high(&mut self) {
self.input_mode = RawInputMode::PulledHigh;
}
pub(crate) fn set_input_mode_to_pull_low(&mut self) {
self.input_mode = RawInputMode::PulledLow;
}
pub(crate) fn read(&mut self) {
// 学習用のコードなので何もしない
}
pub(crate) fn get_input_status(&self) -> bool {
// 学習用のコードなので、とりあえず常にtrueを返すようにしておく
true
}
pub(crate) fn set_output_status(&mut self, set_high: bool) {
if set_high {
self.status = RawStatus::High;
} else {
self.status = RawStatus::Low;
}
}
}
}