2013-06

2013-05　FM3　RX62N　SH2A　PIC32MX

６月†

とりあえず、220円で作るUSBオシロスコープは完成した（つもり）
PIC32MXでFT2232互換ファームを作る計画があったんだけれど、また先延ばし。(FT232Hモジュールが秋月で安く買えるようになったので、わざわざマイコンでFT232の代わりをやらせるのも面倒面倒)

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6月のテーマ:予定†

急遽、ＬＥＤディマーを作る予定。内容は謎。

マウスの修理
- 長いことIntelliPoint Explororを使っていたんだけど、ボタンが接触不良になった。
- それで、Comfort 6000を買ってきたのだが、こいつ、じっとしていてもこっくりさんをしたり、動かしてるときもポインタがふらつく。最悪だ。
- 　古いのを修理して元に戻そう。

オシロだと500kSPS程度が限界みたいなので、DMA叩いてPORTをサンプリングする、ロジアナっぽいやつを作ってみる。
SPIインターフェースを使って1bit DACを書いてみようかなとかそんな奴。(SPIの先にDACを繋ぐ訳ではない)

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Linux Containers†

Linuxコンテナ(LXC)というのは、仮想マシン(VM)を使わない、Linux OSの多重化の実装。

http://webframe.sourceforge.jp/wiki/index.php?LinuXContainers

https://guinan.ten-forward.ws/lxc-20130601/lxc-current-info.html

荒っぽく言うと、chrootでユーザーランド切り替えて、ついでにcgroupsでプロセス空間とかもうまくホストＯＳから隔離してしまう奴。

どこが良いんでしょう？

仮想マシンを導入することによるパフォーマンスオーバヘッドが無くなって軽くなる。
でかい仮想ドライブイメージとかも要らない。単にどっかのディレクトリにchrootするマウントポイントと、最小限のLinuxが置いてあればよい。
ゲスト側で独立したOSが動いているわけではないので、多重化環境をたくさん用意してもあんまりリソース食わなくて済む。（高密度化出来る）
起動/シャットダウンがめちゃ速い。というか一瞬。（Xenのpvmも相当早いんだけど）

弱点？

カーネルは全部共通になる。（ホストOSのカーネルが実行する）。
Linux以外のOSは多重化できない。
まだまだ開発途上なんだけど、ubuntu12.04以降ではだいたい動いてるよ。

LXCの導入

http://gihyo.jp/admin/serial/01/ubuntu-recipe/0226

上記URLのとおりにする。えらく簡単。

# apt-get install lxc lxctl
# lxc-create -t ubuntu -n raring
# lxc-start -n raring

この３行でもう新しいubuntuが動いてしまうくらい。

落とし穴。（トラブルシュートともいう）

1)環境変数LANGをja_JP.EUC-JPやCにしてる人は全然インストール(lxc-create)出来ない。
```
# export LANG=ja_JP.UTF-8
```
にすべし
- エラーメッセージに出てこないので、これは何が原因なのか分からない落とし穴。
- ubuntu12.04まではOKだったのに・・・。

2)LANのinterfaceはlxcbr0 というのが自動的に作られる。（10.0.3.1とかになる）
- ホストLinuxからゲートウェイするのであればそれでもＯＫだけど、普通にＬＡＮ内に晒したいならば、
- /etc/lxc/default.confを編集して
```
lxc.network.link = eth0
```
- とか(すでにXenのブリッジがあるなら)
```
lxc.network.link = xenbr0
```
- とかに書き換える。
- すでにcreate済みのゲストOSならば、
- /var/lib/lxc/ゲストOS名/config を同様に書き換える。

ubuntuのユーザーランドが出来る場所。
- /var/cache/lxc/ 以下にはdebootstrapで取得された最小限のユーザーランドがダウンロードされる。
- # lxc-create -n <OSインスタンスの名前> 　すると、 /var/lib/lxc/<OSインスタンスの名前>/ 以下に、ユーザーランドがコピーされ、ついでにconfigも置かれる。
- # lxc-destroy -n <OSインスタンスの名前>　を実行すると、/var/lib/lxc/<OSインスタンスの名前>/ 以下は消滅する。

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おまけ:x86環境でarmのlinuxをホスティングすることも出来る。†

これはXenとかVMWareでは出来なかった芸。QEMUを使うけど。

# apt-get install qemu-user-static
# lxc-create -n armhf -t ubuntu -- -a armhf
# lxc-start -n armhf

arm-linuxが動くということは、その中でchrootすればAndroidを動かすことも出来る（原理的に）
~~まだ試していない。~~ -- 試してみたけど、だめだった。ログインしようとしてもプロンプトまで来ない。
~~原因不明。~~
- ubuntu12.04.2LTSだと動く。13.04だとパスワードを入力した後、だんまりになる。
- やはり原因不明。

ubuntu12.04.2LTSで試す。
- psコマンドでsignal 11(SEGV)が出る。
- それ以外はだいたい動いている。（ような気がする。）

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LXC:arm-linuxのベンチマーク†

適当なベンチマークソフトが無かったので、古いPerl5.005のTarBallの圧縮時間で計測。

tar.gzで5MB

5251351 2013-06-17 22:00 perl5.005_63.tar.gz

これをgzipで一旦展開させて、
```
$ gzip -d perl5.005_63.tar.gz
```
再圧縮の時間を計る。

ubuntu@arm:~$ time gzip  perl5.005_63.tar
real    0m14.734s
user    0m14.681s
sys     0m0.048s

processor       : 0
vendor_id       : GenuineIntel
cpu family      : 6
model           : 15
model name      : Intel(R) Core(TM)2 Duo CPU     E4500  @ 2.20GHz
stepping        : 13
microcode       : 0xa1
cpu MHz         : 1200.000
cache size      : 2048 KB
physical id     : 0
siblings        : 2
core id         : 0
cpu cores       : 2
apicid          : 0
initial apicid  : 0

cpuinfoではintelになっているけれど、gzipはれっきとしたARMバイナリー

ubuntu@arm:~$ file /bin/gzip
/bin/gzip: ELF 32-bit LSB executable, ARM, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs)
,for GNU/Linux 2.6.31, BuildID[sha1]=XXX, stripped

ubuntu@arm:/bin$ ldd gzip
       librt.so.1 => /lib/arm-linux-gnueabihf/librt.so.1 (0xf67cc000)
       libgcc_s.so.1 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libgcc_s.so.1 (0xf67bb000)
       libc.so.6 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libc.so.6 (0xf66d7000)
       /lib/arm-linux-gnueabihf/ld-linux.so.3 => /lib/ld-linux-armhf.so.3 (0xf6fe0000)
       libpthread.so.0 => /lib/arm-linux-gnueabihf/libpthread.so.0 (0xf66bc000)

比較対象：玄箱Pro(MarvelのARM 266MHzシングルコア)

kurobox$ time gzip perl5.005_63.tar
real    0m43.373s
user    0m27.670s
sys     0m0.440s

Processor       : Feroceon rev 0 (v5l)
BogoMIPS        : 265.42
Features        : swp half thumb fastmult edsp
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 5TEJ
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0x926
CPU revision    : 0

Hardware        : Buffalo/Revogear Kurobox Pro
Revision        : 0000
Serial          : 0000000000000000

比較対象２：普通のintel LinuxBox(仮想マシン 1CPU)

ubu-vm:~% time gzip perl5.005_63.tar
real    0m1.132s
user    0m1.116s
sys     0m0.008s

結論

LXC(Linuxコンテナ)上のarm-linux(要はQEMU上で動いているARMのユーザーランド。Linuxカーネルだけはx86_64)の速度は
普通のintel上で動かすLinuxの1:14程度の速度でちゃんと動いている。(1/14を遅いと見るか速いと見るかはその人次第)
その速度は、玄箱Pro(ARM 266MHz)のなんと３倍もある。(MarvelのARM CPU換算で800MHz程度！)

ただし測定方法がgzip圧縮の時間計測のみなので、結構不正確かもしれない。

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LXC:arm-linuxのその後†

その後やってみて分かったことのメモ

ubuntu13.04にて、arm-linuxが動かない件は再現性あり。

# apt-get install qemu-user-static
# lxc-create -n armhf -t ubuntu -- -a armhf
# lxc-start -n armhf

不具合症状

これで起動したarm-linuxにログインしようとすると、(ubuntu/ubuntu)パスワード入力まで出来ても、コマンドプロンプトまで来ないでだんまりになる。

試行錯誤した結果の、暫定的な解決策

/var/lib/lxc/armhf/rootfs/ にchrootの根っこがあるので、その下の home/ubuntu/ 以下の .profile を編集して、 .bashrc を実行しないようにする。

すると、一応プロンプトに来る。
普通にarm-linuxとして使ってみる。

Tips

lxc-start に -d (デーモン起動)オプションを与えない場合（上記）は、arm-linuxから抜け出せなくなる。
なので、以下のように変えてみる。
```
# lxc-start -d -n armhf
# lxc-console -n armhf
```
こうしておくと Ctrl+A、q の２キーストロークでarm-linuxから脱出できる。

コンソールを繋いだ状態 (lxc-console -n armhf)で暫く置くと、(QEMUで動いているほうの) rsyslogd がSegVで何度も落ちるとか、時々QEMUが、Unsupported Syscall 37? とかのエラーを吐いているので、まだまだエミュレーションは完璧とはいえないようだ。

試しに

# apt-get update
# apt-get install build-essential

したのち、jed（小さなテキストエディタ）をソースからビルドしてみた。

intel x64

real    0m17.860s
user    0m16.480s
sys     0m1.068s

arm-linux On QEMU

real    2m26.298s
user    2m15.752s
sys     0m7.588s

速度比率
```
146sec:17.8sec = 8.20
```
ただし、同様のテストを別のcore2なLinux hostでやってみたところ、6分くらい掛かったので、QEMUの実行速度はばらつきが大きいかもしれない。

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結論†

わざわざQEMU経由でarm-linuxを動かすのは置いといても、普通にLinux On Linuxが手軽に試せるのは良いし、
Windows上のVMWarePlayerで動いているubuntuだろうが、レンタルサーバーの借りてる仮想マシン上だろうが、
それがubuntu12.04以降であれば気軽にLXCを試すことが出来て、設定弄りに失敗しても即座にdestroyしたり cloneしたり出来るので、かなり便利です。動作も軽いし、各種リソースも最小限で動きます。

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