macOS での開発#

macOS は本書の標準的な開発環境です。ドライバの導入は要らず、つないだ時点でポートが現れます。Windows / Linux と同じコマンドで全章をビルド・書き込みできます。

違うのは ポート名が /dev/cu.usbmodem… になることと、 同じボードに /dev/cu. と /dev/tty. の 2 つの名前ができることくらいです。

注釈

このページの出力例は Arduino UNO R4 WiFi の実機を macOS 26.5.1（Apple Silicon / arm64）につないで取ったものです。

1. 環境をつくる#

ターミナルを開く#

このページのコマンドは、すべてターミナルに打ち込みます。 Command + Space で Spotlight を開き、ターミナル（または Terminal）と打って Enter が一番早いです。アプリケーション › ユーティリティ › ターミナルからも開けます。

../_images/macos_terminal.gif — ターミナルでボードを探しているところ。`%` の右にコマンドを打って Enter します#

ユーザ名@マシン名 ~ % のような行（プロンプト）が出れば準備完了です。以降、行頭の % は「ここに打つ」という意味なので、% 自体は入力しません。

注釈

プロンプトの記号はシェルによって変わります。macOS の既定は zsh なので % ですが、 bash なら $ です。どちらでも打つ内容は同じです。

uv を入れる#

uv は Python の環境とパッケージをまとめて面倒みてくれる道具です。PlatformIO をこれで動かします。

curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh

インストール先は ~/.local/bin です。PATH は、コマンド名だけで実行できるように OS が探しに行くフォルダの一覧のことです。入れた直後のシェルはまだ PATH を知らないので、そのまま uv を打つと command not found になります。ターミナルを開き直すか、次を実行してください。

source ~/.zshrc           # bash なら ~/.bash_profile
uv --version

source ~/.local/bin/env でも PATH だけ通せます。

サンプルコードを取ってくる#

git clone https://github.com/iory/learning-os-from-arduino.git
cd learning-os-from-arduino/docs/os-on-arduino/code
uv sync

git が入っていなければ、初回に Xcode のコマンドラインツールの導入を促すダイアログが出ます。指示に従って入れてください。

2. ボードを見つける#

USB でつなぐだけです。ドライバの導入は要りません。

uv run pio device list

ただし macOS は Bluetooth 機器なども /dev/cu.* として並べるので、そのままだと目的のボードが埋もれます。grep で絞ると見つけやすいです。

uv run pio device list | grep -A 3 usbmodem

/dev/cu.usbmodemXXXXXXXXXXXXX
-----------------------------
Hardware ID: USB VID:PID=2341:1002 SER=B43A45B9F1CC LOCATION=2-1
Description: UNO WiFi R4 CMSIS-DAP

grep は「その行だけ取り出す」道具

|（パイプ）は左のコマンドの出力を右のコマンドに渡す記号です。 grep usbmodem は、受け取った出力のうち usbmodem を含む行だけを通します。

-A 3 は「見つかった行の後ろ 3 行も一緒に出す」という意味です（A は after）。ポート名の下に Hardware ID と Description が続くので、これを付けないとポート名しか見えません。

Hardware ID が 2341:1002 になっていれば、それが Arduino UNO R4 WiFi です。

cu. と tty. の 2 つが現れます

同じボードに対して、macOS は次の 2 つを作ります。

/dev/cu.usbmodemXXXXXXXXXXXXX      ← こちらを使う
/dev/tty.usbmodemXXXXXXXXXXXXX

cu（call-out）はこちらから話しかけるための名前、tty（call-in）はかかってくるのを待つための名前です。書き込みもモニタも cu. のほうを使ってください。uv run pio device list に出るのも cu. だけです。

末尾の英数字はボードごとに違うシリアル番号なので、手元では別の文字列になります。番号ではなくシリアルなので、抜き挿ししても変わりません（Linux の ttyACM0 / ttyACM1 のように入れ替わることはありません）。

3. ビルドして書き込む#

uv run pio run -d 01_boot -t upload

Uploading .pio/build/uno_r4_wifi/firmware.bin
Erase flash

Done in 0.001 seconds
Write 35356 bytes to flash (9 pages)

[==============================] 100% (9/9 pages)
Done in 2.229 seconds
========================= [SUCCESS] Took 5.24 seconds =========================

ふつうはポートを指定しなくても見つかります。ほかに USB シリアル機器がつながっていて誤検出されるときだけ、--upload-port を足してください。

uv run pio run -d 01_boot -t upload --upload-port /dev/cu.usbmodemXXXXXXXXXXXXX

4. シリアルモニタで見る#

uv run pio device monitor -b 115200

抜けるときは Ctrl-C です。

第1章は S を 1 文字送ると出力が始まります。モニタが開いたら S を打ってください。

なぜ S を待たせているのか

ボードは電源が入った瞬間から全速力で走り出しますが、こちらは書き込みが終わってからモニタを開くまでに数秒かかります。setup() の中で一度だけ印字して終わる章では、普通に書くとモニタが開く前に出力が終わってしまい、何も見えません。しかも UNO R4 WiFi は、シリアルポートを開いてもリセットされません（USB 通信はボード上の ESP32-S3 が受け持っていて、プログラムが動く RA4M1 とは独立しているためです）。つまりモニタを開き直しても、最初からやり直してはくれません。

そこで「PC 側の準備ができた」ことをボードに伝えます。S はその合図です。

while (Serial.read() != 'S') { delay(1); }

書籍では 01_boot / 01_boot_vector_dump / 応用編の adv3_heap と adv4_fs がこの形です。ずっと印字し続ける章（第2章など）には要りません。

=== Boot Sequence Check ===

bss_var (should be 0): 0
data_var (should be 12345): 12345

=== Memory Addresses ===
&bss_var:  0x200000C4
&data_var: 0x20000000
VTOR:      0x20007F00
MSP:       0x20007EC8

If you see this, boot sequence completed!

5. macOS でつまずくところ#

モニタを開いたままだと書き込めない#

ポートを開けるのは一度に 1 つだけです。シリアルモニタ、Arduino IDE、自分の Python スクリプトのうち、動かしていいのは 1 つです。書き込む前に Ctrl-C でモニタを閉じてください。

ボードが見つからない#

USB ハブ経由だと失敗することがあります。 Mac 本体に直挿ししてください
ケーブルが充電専用だと、電源は入っても通信できません。データ線のあるものを使ってください
それでも見つからないときは、RESET を素早く 2 回押してブートローダ（書き込みを受け付けるためにマイコンに常駐している小さなプログラム）に入れてから、もう一度書き込んでください

`/dev/cu.` の名前が長い#

シリアル番号が入るので長くなりますが、打つ必要はほとんどありません。 pio は自動で見つけますし、Python からはベンダ ID で探せます（下記）。

6. Python からボードと通信する#

書き込みができるようになったら、PC 側のプログラムからボードと話したくなります。 uv sync の時点で pyserial が入っているので、すぐ書けます。

最小の例#

第5章（05_shell）を書き込んだ状態で試してください。シェルが動いているので、ps を送るとタスク表が返ってきます。

import time
import serial
import serial.tools.list_ports

# Arduino の USB ベンダ ID。ポート名を書かずに済む
port = next(p.device for p in serial.tools.list_ports.comports() if p.vid == 0x2341)
print("見つかったポート:", port)

ser = serial.Serial(port, 115200, timeout=0.2)
time.sleep(1.0)                      # 挿した直後は取りこぼすことがあるので少し待つ
ser.reset_input_buffer()

ser.write(b"ps\n")
time.sleep(0.8)
print(ser.read(4096).decode("utf-8", errors="replace").replace("\r\n", "\n"))
ser.close()

上のコードを docs/os-on-arduino/code フォルダに hello_serial.py という名前で保存してから、実行します。

uv run python hello_serial.py

見つかったポート: /dev/cu.usbmodemXXXXXXXXXXXXX
ps

ID  NAME           STATE      CPU%
--  ----           -----      ----
0   idle           READY     100%
1   LED1           BLOCKED   0%
2   LED2           BLOCKED   0%
3   Heartbeat      BLOCKED   0%
4   Shell          RUNNING   0%

>

覚えておくと詰まらない 3 つ#

ポート名を書かない。 上の p.vid == 0x2341 で探す書き方なら、 同じコードが macOS / Windows / Linux のどれでも動きます。 /dev/cu.usbmodem… を直書きすると、別の Mac では動きません。

開いたらすこし待つ。 つないだ直後は取りこぼすことがあります。 1 秒ほど待ってから reset_input_buffer() すると安定します。

ポートは 1 つのプログラムだけ。 モニタを開いたままスクリプトを走らせると、どちらかが失敗します。

7. 全章をまとめて確認する#

全章を順に書き込んで出力を照合する手順は手元のボードで全章をまとめて確認するにまとめてあります。macOS でもそのまま使えます。

uv run python scripts/verify_chapters.py