ラズパイのMicroSD自己増殖

電源プチ切り対応したラズパイのMicroSDを自己増殖する。コピー先のMicroSDは、100均のMicroSD-USB変換アダプタを使ってラズパイに挿入する。そのMicroSDは「/dev/sda」として認識されるはずである。ddコマンドだけで安直にコピーしても、おそらく問題は起きないが、コピーチェクの時間まで考慮すると、cp -aで実施した方が速い。そのため、下記のような少し手の込んだ対応をする。

前提:私のラズパイのMicroSD(コピー元)のパーティションは下記のようになっている。UUID関連の出力は省略している。

~# blkid
/dev/mmcblk0: PTTYPE="dos"
/dev/mmcblk0p1: LABEL="boot" TYPE="vfat"
/dev/mmcblk0p2: LABEL="rootfs" TYPE="ext4"
/dev/mmcblk0p3: LABEL="nfsroot" TYPE="ext4"

以下、非インタラクティブなシェルにしている。(まだ作成中)
ラズパイの場合、先頭領域をddでコピーしなくても良さそうだが、念のためそうしている。

#!/bin/bash
## 先頭64MBだけはddでコピー(パーティション情報と先頭のfat領域をコピー)。
dd if=/dev/mmcblk0 of=/dev/sda bs=16M count=4 
sync
## ベリファイ
MD5_ORG=`dd if=/dev/mmcblk0 bs=16M count=4 | md5sum`
MD5_SDA=`dd if=/dev/sda bs=16M count=4 | md5sum`

if [ ! ${MD5_ORG::32} == ${MD5_SDA::32} ] ; then
    echo "先頭領域のコピーでエラーが発生しました。途中終了します。"
    exit 1
fi

## MicroSDの容量変更
# 容量を変える場合はフォーマットの前にパーティション調整する。
# CUIならparted, HDMIモニタのX-Window環境ならgpartedで調整すると楽だろう。

## ext4フォーマット
mkfs.ext4 -F /dev/sda2
mkfs.ext4 -F /dev/sda3

## ラベル付与
e2label /dev/sda2 rootfs
e2label /dev/sda3 nfsroot

## コピー
### 電源ブチ切り対応でROマウントしていた部分を一旦RWにする。
mount -oremount,rw /   
[ -d /mnt/org ] || mkdir /mnt/org
[ -d /mnt/new ] || mkdir /mnt/new
mount /dev/mmcblk0p2 /mnt/org
mount /dev/sda2 /mnt/new
cp -aT /mnt/org /mnt/new
sync; echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
umount -f /mnt/org /mnt/new
### ROに戻す。
mount -oremount,ro /

mount /dev/mmcblk0p3 /mnt/org
mount /dev/sda3 /mnt/new
cp -aT /mnt/org /mnt/new
sync; echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
umount -f /mnt/org /mnt/new

備考:

  • ddコマンドはコピーチェックをしないので、書込後のハッシュチェックはした方が良い。

  • cp や rsync はコマンド内にコピーチェック機能が含まれているので、書込後のハッシュチェックは不要。

  • rsyncよりcpの方が、コピー後のディスク容量が小さくて済む。どちらでも良いケースでは、標準コマンドであるcpを使う方が良い。 一方で、rsyncやddは、progress(進捗)表示が可能。


1PCで複数LANポート運用時の留意事項

https://www.kernel.org/doc/Documentation/networking/ip-sysctl.txt

この中で、

 

arp_announce

arp_ignore

rp_filter

 

の3つは、要注意。rp_filterは、ディストリビューションによっても、デフォルト値が違う(適用パッケージに依存しているかもしれないが)。

LinuxでのIEEE1588v2 PTP

少しディープなところにダイブする(バスタブ レベルだが)。一般的なNICカードでサポートされているPTPハードウェアタイムスタンプが具体的に何をしてくれるのか、いまひとつ把握できていなかった。ここでは、特に、タイムスタンプ送信に関する実装について調べる。なお、PTPの原理そのものは、ここでは追わない。

概要

Precision Time Protocol (PTP) は、隣接ノード間(距離には依存しない)でマイクロ秒オーダの誤差範囲で時刻同期するプロトコル。PCで普通に実施できるNetwork Time Protocolより精度が高く、スマホ基地局間タイミング同期、ロボットアーム同期、オーディオスピーカ同期等で適用される。10年前ならホットな技術だったかもしれないが、今は成熟し枯れている様子。LinuxでのPTPデーモンは2種類あり、主要ディストリビューションでは両方のパッケージがある。なお、OSの上でPTP時刻同期を実施しても、精度面での効果は無く、従来のNTPで十分である。

パッケージ名 デーモン名 Hard Time Stamp
linuxptp ptp4l 対応有り
ptpd, ptpd2 ptpd, ptpd2 対応無し

 ptp4lの「4l」は「for Linux」の略。

PTPの伝送レイヤも2種類ある。業界毎にプロファイルがあり、サポート範囲が異なる。原則はマルチキャストだが、UDPはユニキャストでも対応できる様子。

Layer Ethernet Type Port
L2 Ethernet 0x88F7
L4 UDP IPv4 0x0800, IPv6 0x86DD 319, 320


調査H/W

INTEL 82574Lを搭載したPCIe NICカード とする。デバイスがどこまで対応しているかは、ethtool -Tコマンドで確認できる。但し、ここでの表示はあらかじめソースに埋め込まれた内容を表示しているにすぎず、レジスタアクセス等は無い様子。

# ethtool  -i enp1s0
driver: e1000e
version: 3.2.6-k
firmware-version: 1.8-0
##

# ethtool  -T enp1s0
Time stamping parameters for enp1s0:
Capabilities:
    hardware-transmit     (SOF_TIMESTAMPING_TX_HARDWARE)
    software-transmit     (SOF_TIMESTAMPING_TX_SOFTWARE)
    hardware-receive      (SOF_TIMESTAMPING_RX_HARDWARE)
    software-receive      (SOF_TIMESTAMPING_RX_SOFTWARE)
    software-system-clock (SOF_TIMESTAMPING_SOFTWARE)
    hardware-raw-clock    (SOF_TIMESTAMPING_RAW_HARDWARE)
PTP Hardware Clock: 1
Hardware Transmit Timestamp Modes:
    off                   (HWTSTAMP_TX_OFF)
    on                    (HWTSTAMP_TX_ON)
Hardware Receive Filter Modes:
    none                  (HWTSTAMP_FILTER_NONE)
    all                   (HWTSTAMP_FILTER_ALL)
    ptpv1-l4-sync         (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_SYNC)
    ptpv1-l4-delay-req    (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_DELAY_REQ)
    ptpv2-l4-sync         (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L4_SYNC)
    ptpv2-l4-delay-req    (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L4_DELAY_REQ)
    ptpv2-l2-sync         (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L2_SYNC)
    ptpv2-l2-delay-req    (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L2_DELAY_REQ)
    ptpv2-event           (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_EVENT)
    ptpv2-sync            (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_SYNC)
    ptpv2-delay-req       (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_DELAY_REQ)


データシートの内容

82574Lのデータシート 7.7.2項や7.7.3.2項によれば、送信ディスクリプタExtCMD bit0(TimeStamp)をセットすると、PTPフィールドにタイムスタンプが刻印されると解釈できる。82574LにはPTPクロック専用のH/Wカウンタが内蔵されており、phc_ctl コマンドによって、OS時間やRTCとは別の時刻が刻まれている様子を確認できる。phc_ctlはlinuxptpのS/Wパッケージに含まれている。

~# echo "OS TIME:"; date; echo "RTC TIME:"; hwclock; echo "PTP TIME:";  phc_ctl eth0 get
OS TIME:
2019620日 木曜日 21:45:03 JST
RTC TIME:
2019-06-20 21:45:36.827508+0900
PTP TIME:
phc_ctl[3345.712]: clock time is 1561034696.559877320 or Thu Jun 20 21:44:56 2019

82574Lよりも新しいI350では、PTPに関連付けたGPIO/SDPピン出力を定義できる。この信号上のタイミングに基づくエッジでのデバイス制御が王道の使い方だろう。

デバイスドライバでの送信ディスクリプタ設定

ここに、送信ディスクリプタ ExtCMD bit0(E1000_TXD_EXTCMD_TSTAMP)をセットするLinuxデバイスドライバのソース実体がある。ptp4lを使った場合、/etc/linuxptp/ptp4l.confにおけるtime_stampingの設定が「hardware」ならばこのビットがセットされ、「software」ならセットされないことを確認した。
なお、インテルNICEthernetコントローラを本格的なPTPシステムに含める場合、ドライバS/Wをメーカのホームページから入手し更新するべきである。


現時点のまとめ・解釈

他のオフロード機能と同様、PTPについてもNIC(またはEthernetコントローラ)がフレームの上位機能に介入する。フレームはS/Wが作るが、NICは勝手に判断して正確なタイムスタンプを付与する。その時、UDPの内部が変わるので、当然、UDPチェックサムも(再)生成/付与される。 試しに82574L搭載のUbuntuマシンで「sudo apt install linuxptp」を実行したら、何の設定も無しに1秒に2〜3フレームのPTPをマルチキャストし始めた。このPTP時刻精度を評価するには、高精度なマスタークロック源に同期した上で、専門の測定機材での評価が必要。


備考1

linuxptpをインストールすると、phc2sys (ptp hardware clock to the system)もインストールされる。実運用では、これの使い方、要否についても把握しておく必要がある。たいていは不要と判断できる。


備考2: ptp4lの設定

ptp4lデーモンが起動しない場合、下記ファイルをチェックする。
 /etc/linuxptp/ptp4l.conf ## time_stamping を software にすることも可
 /lib/systemd/system/ptp4l.service ## -i でPTP対応のLANポートを指定
 ## ptp4l.serviceを更新したら、systemctl daemon-reload ; systemctl restart ptp4l
その他、redhatのマニュアルも見ておくと良い。


備考3: ラズパイでptpスレーブ

ラズパイをPTPスレーブにして同期させる手早い方法。

apt install ptpd
ptpd -i eth0 -s -C


その他

OS上だけでPTPを実施してもPTP本来の精度的には無意味だが、例えば、狭いネットワーク内の機器でログ時刻を合わせたいといったシーンはよくある。そうしたシーンではPTPはお手軽な時刻合わせ手段となる。但し、Windowsで動く手軽なPTPソフトは見つかっていない(仮想マシン上のLinuxでは動く)。

エアロ中級の壁:一発キャッチ

エアロ/ダンスのスタジオプログラムに参加するときは、その日のコンディションに合わせて2〜4テーマ(軸を上、脱力、顔面垂直キープ、この振りをキメる等)を持って臨むが、エアロ中上級クラスでは、そんなことは頭からきれいにブッ飛ぶ。動きの中で振りやタイミングを考えている余裕は全く無い。なので、振りをフィーリングで一発キャッチするセンスが欲しい!ダンス経験の無い私が今の年齢でどこまで行けるか、まぁ、楽しみながらマイペースでチャレンジしよう。

自己流 一発キャッチへの試み

  • 軸からのムーブメントを意識する。
    体に染み込んだと思い込んでいた振りは、実は、背景と紐付いていた。面取りに備え、背景無しで動けるようにしておく。無理なら、面取り時に背景を頭の中で回す。
  • 要所は、「Uuu」「Huu」「チャチャチャ」等の意識でマークする。
    後ろを向いた時にマークを外さないように気合を入れて。
  • 右軸足からは右ターン、左軸足からは左ターンしか無いと割り切る。
    例外は例外として意識。例外の例:バレエのピルエット凡例, BodyJam86最初の左ターン
  • 小キックは、キックしなければ普通の1ステップカウント 。
    キックはポイントにしやすいので、通しカウント番号と左右を確実に覚える。
  • ステップ用語には、耳だけで体が反応できるように。
    特に、ローインパクト系のタイミングとリズム感が重要。
  • 意識事項はボディタッチレベルのミニ・ルーティンにしておく。
    キャッチに余力が出たらルーティン発動。意識事項を思い出す。
  • ダメなときは、あきらめて脱力モードで流れに乗る。
    これでうまくいく時もある。

GW10連休の充電パワーを使い果たしたようで、残念無念ですが、このビッグチャレンジは一旦クローズします。

テンポの良いコリオを360度キャッチできたときの爽快感はスキー中上級斜面10本分超に相当、気付き事項も多々あり、実りのあるチャレンジとなりました。また良い充電ができたら再チャレンジします。とても丁寧に指導していただいたIRの先生、および、私の周りでリードしていただいた方々に、深く御礼申し上げます。

 


夏が来る前の体調管理

毎年、春と夏の境い目で、痛い目にあう。背中・首・腰のどこかを痛めることが多い。気温が高くても湿度が低いうちは、まだ体は春モード。湿度が上がりモワっとした空気に包まれる6月中旬〜下旬が要注意。対策はいたって簡単なことだが、これが、毎年、できていない。私にとって重要な順序で記述すると、

  • 早寝。
  • 日頃の姿勢。
  • 食事のバランス。
  • 適度な運動とストレッチ。

これだけで、無難に乗り切れるはず。今年こそ、無難に夏モードの体にモードチェンジしたい。

CentOS 8 と Debian 10 が 来る

もうすぐ来ますね、CentOS 8。完全にノーマークでした。組込開発ホストをCentOS7からUbuntu Mate 18.04に移行しつつありましたが、Screenletsを無事起動させることがてきたらCentOS 8で行こうと思います。

CentOS 8 のビルドステータスは、下記で確認できます。・・・あと1〜2ヶ月かな?
wiki.centos.org


Debian10 (Buster)も、もうすぐstableに昇格しそうです。こちらは、下記グラフの動きで進捗の雰囲気を確認できます。Debian9は2017年6月にstableに昇格しており、そこからの動きです。深緑の線が落ち着いてきたら、Debian10がstableになると推測できます。
https://bugs.debian.org/release-critical/

https://bugs.debian.org/release-critical/graph-release.png


CentOS8とDebian10、どちらが先にリリース or stableとなるでしょう?いろいろと楽しみでもあり悩ましいことでもあります。

なお、確定ではないようですが、CentOS8、Debian10とも、新規インストールではデスクトップマネージャに「Wayland」が採用されるとのことです。しかし、仮想マシンではまだ「Xorg」を使っている方が良さそうです。前バージョンからのアップグレードならば、Waylandは入らないと思います。

生ディスクでVirtualBox

物理ディスクを仮想ディスクとして認識させる方法は、下記で検索すれば情報源には困らない。
https://www.google.com/search?q=vboxmanage+rawdisk

例えば、下記のコマンドによって物理ディスクを仮想ディスクとして見せるテキストファイルを生成できる。物理ディスクはSATA接続でもSATA-USB変換接続でも構わない。これを使った仮想マシンは、起動も早い。

cd C:\Program Files\Oracle\VirtualBox
VBoxManage.exe internalcommands createrawvmdk -filename C:\temp\rawdisk.vmdk -rawdisk \\.\PhysicalDrive1

コマンドプロンプト「管理者として実行」で起動すること。物理ディスクを使う場合、VirtualBox自体も「管理者として実行」で起動すること。

この手法を使って、私は下記のように利用している。

  • ホスト=Windows10、VirtualBoxゲスト=Linuxとしている開発PCは多いが、ネットワーク系の調査支援でLinuxをホストで動かしたい!というシーンがよくある。そんなとき、PC起動時に「F7」か「F11」を押しBIOSメニューで起動ディスクを選択することで、普段はゲストOSとして利用しているLinuxを、ありのままホストOSとして利用できる。

  • 古いLinuxサーバの本体は処分し、HDDはそのまま別のPCに挿入。VirtualBoxで上記のマウントを実施し、元のサーバのまま運用を継続。


そもそも私は仮想ディスクを信用していない。リリース作業でddのようなプリミティブなコマンドを使うシーンでは、仮想ディスク上では作業を行わないようにしている。