コグノスケ

システムも生き残りたい

ライブラリの守備範囲は狭い方がいい - Konifar's WIP を読んで。

リンク先の記事に同意です。可能な限り1つのモジュールは1つの課題にフォーカスし、規模もできるだけ小さくすべきだと思います。

システムは人が作るものですから、人と同様「より長く、より広く生きて（＝使って）ほしい」という思いが根底にあるはずで「時代に合わせて変われないものから滅びる」という生物の摂理には逆らえないだろう、という考えでいます。

モジュールのフォーカスを狭めたい理由として「開発の参入障壁を下げて、変更のチャンスを増やす」「規模を小さくして、変更コストを下げる」を挙げたいです。

何でそうしなきゃいけないと思うか？は人によるし、正解も間違いも無いと思いますので、他の方の想いも聞いてみたいところですねー。

メモ: 技術系の話はFacebookから転記しておくことにした。

都市ガスからプロパンガスへ

住んでいる賃貸アパートのガスが、都市ガス（大阪ガス株式会社）から、いわゆるプロパンガス（帝燃産業株式会社）に切り替わりました。

腐っても国道沿いですし、一応は都市部に分類される地域のはずですから、プロパンから都市ガスに切り替わるならまだしも、その逆というのはあまり聞いたことがないのですが…。

筑波に居た時はプロパンでしたが、ガス代が妙に高かった印象しかありません。今は3,000〜7,000円程度で済んでいるガス代が、来月以降どれほど跳ね上がるやら、恐ろしい限りです。

LNGとLPG

何となく都市ガスとプロパンガスって呼んでますが、そもそも何が違うのか？が気になったので、調べてみました。

都市ガスは液化天然ガス（LNG, Liquefied Nature Gas）といってメタンを主成分（90％以上がメタン）とするガスです。メタン100％だと火力が弱いので、ブタンやプロパンを後から足して、火力を強くするそうです。

我が家に来ていた都市ガスは13Aという、一番発熱量が高く（13）一番燃焼が遅い（A）タイプです。1m^3のガスを燃焼させると45MJの熱量が得られます。
参考: 東京ガス: ガスご利用ガイド/都市ガスの熱量・圧力・成分

ガス器具に「プロパン用」「13A用」などと書いてある理由は、この発熱量と燃焼速度にあるそうです。例えば13A用のガス器具に想定していない燃焼速度のガス（例えば6Cなど）を使うと、燃えるのが速すぎて、本来ガスが燃えるべきではない場所で燃えてしまい、器具の異常加熱や事故に繋がります。

一方のプロパンガスは液化石油ガス（LPG, Liquefied Petroleum Gas）といってプロパンを主成分としたブタンとの混合ガスです。プロパン100％ではないので、プロパンガスという呼び方は本来正しくないようですが、何を今更…な感があります。

我が家に来ているLPGは家庭用なので恐らく「い号液化石油ガス」という、プロパンの含有量が最も高いタイプです。1m^3のガスを燃焼させると約100MJの熱量が得られますので、単純な火力としては都市ガスよりも上です。でも単価が高いから相殺されます。
参考: 日本LPガス協会: LPガスの概要: LPガスの規格
参考: 経済産業省 〜LPガスを安全に使うために、LPガスの基礎知識〜

バージョン管理システムとmake

前々から感じていたのですが、この2者は非常に相性が悪いと思います…。

• タイムスタンプに興味が無く、ファイルの中身しか気にしないバージョン管理システム
• タイムスタンプを気にして、ファイルの中身には興味が無いmake, autoconf/automake

例えばgit cloneしてきたリポジトリを ./configure && makeとすると、

• なぜかまたconfigureが走り始める
• 挙句の果てにautoconf/automakeが無いぞボケェ！と怒られる

という訳の分からない挙動をすることがあります。これはgit clone時にMakefile.amなどのタイムスタンプが変化してしまい、makeが勘違いして、ファイルが更新されたよ！依存するファイルを再作成しなければ！というアクションを起こしてしまうせいです。

これがもしtarballで展開したコードであればtaball作成時のタイムスタンプが復元されますので、この現象は起きません（tarballの作成者がヘマしていなければ、ですが）。

どうしたら良いか？

スマートな解決方法は「makeがファイルの変化を検知する方法を変える」ことです。恐らくmakeがファイルの変化を検知したい理由はたった1つで、

• AがBに依存しているとして、AはBより古い（＝再ビルド必要）か、新しい（＝再ビルド不要）か？

ただこれだけです。タイムスタンプを使うのは手段の一つに過ぎず、2ファイル間の新旧を判別できれば、タイムスタンプでなくても構わないはずです。

この日記のもとになったFacebookのエントリでは「タイムスタンプではなく、ファイルシステムが持っているブロックのハッシュ値が良いんじゃないか？」というコメントをいただきました。

前回のmake起動時と、今回のmake起動時の全ファイルのハッシュ値を記録しておけば、前回と変化したかどうか？はわかるし、ハッシュ再計算のコストがやや心配ですが、ファイルシステムが持っている値などを使えば抑えられる気がします。後は2ファイル間の順序関係を知る方法があれば、タイムスタンプの代わりになり得ると思います。

しかし、こんなの誰でも考え付きそうな話ですが、既に作られていたりしませんかねー…？

力ずくで解決する

とはいえ、現状ではmake以外の選択肢がありません。その場しのぎではありますが、力ずくで解決してみようと思います。

お題はgit cloneした後などタイムスタンプがメチャクチャになった状態でも、autotoolsが再実行されないようにするには、どうすれば良いか？です。

まずはautotoolsってそもそも何なのか？を調べてみます。適当にautotoolsを使っているプロジェクトを持ってきて、autoreconfを実行したときの動きを見ます。環境はDebian 8.0 (Jessie, i386) です。

$ autoreconf --force -v 2>&1 | egrep ^autoreconf
autoreconf2.50: Entering directory `.'
autoreconf2.50: configure.ac: not using Gettext
autoreconf2.50: running: aclocal --force★★こいつ★★
autoreconf2.50: configure.ac: tracing
autoreconf2.50: configure.ac: adding subdirectory component/empty to autoreconf
autoreconf2.50: Entering directory `component/empty'
autoreconf2.50: configure.ac: not running libtoolize: --install not given
autoreconf2.50: running: /usr/bin/autoconf --force★★こいつ★★
autoreconf2.50: running: /usr/bin/autoheader --force★★こいつ★★
autoreconf2.50: running: automake --force-missing★★こいつ★★
autoreconf2.50: Leaving directory `component/empty'
autoreconf2.50: Leaving directory `.'

結果を見た感じでは、実行されるツールは4つaclocal, autoconf, autoheader, automake です。

次にこれらのツールが再実行される仕組みを追うため、./configure実行後に生成されるMakefileを見てみます。

まずはaclocalから。

top_srcdir = .
srcdir = .

ACLOCAL_M4 = $(top_srcdir)/aclocal.m4

am__aclocal_m4_deps = $(top_srcdir)/configure.ac


$(ACLOCAL_M4):  $(am__aclocal_m4_deps)
        $(am__cd) $(srcdir) && $(ACLOCAL) $(ACLOCAL_AMFLAGS)

$(am__aclocal_m4_deps):

ルールによればタイムスタンプが（新しい）aclocal.m4 > configure.ac（古い）という関係であれば、aclocalは再実行されません。

ちなみにm4ディレクトリに追加の .m4ファイルを入れている場合はam__aclocal_m4_depsにm4ディレクトリ内の .m4ファイルが並びます。従ってaclocal.m4 > configure.ac, (追加の .m4ファイル) という関係になります。

続けてautoconfです。

top_srcdir = .
srcdir = .

ACLOCAL_M4 = $(top_srcdir)/aclocal.m4

am__aclocal_m4_deps = $(top_srcdir)/configure.ac

am__configure_deps = $(am__aclocal_m4_deps) $(CONFIGURE_DEPENDENCIES) \
        $(ACLOCAL_M4)

$(top_srcdir)/configure:  $(am__configure_deps)
        $(am__cd) $(srcdir) && $(AUTOCONF)

ルールによればconfigure > configure.ac, aclocal.m4であれば、autoconfは再実行されません。

どんどん行きましょう。続けてautoheaderです。

top_srcdir = .
srcdir = .

ACLOCAL_M4 = $(top_srcdir)/aclocal.m4

am__aclocal_m4_deps = $(top_srcdir)/configure.ac

am__configure_deps = $(am__aclocal_m4_deps) $(CONFIGURE_DEPENDENCIES) \
        $(ACLOCAL_M4)

$(srcdir)/config.h.in:  $(am__configure_deps)
        ($(am__cd) $(top_srcdir) && $(AUTOHEADER))
        rm -f stamp-h1
        touch $@

最後にtouch $@ しているのが特徴的です。どうもautoheaderは生成した内容と、既にあるファイルの内容に差が無ければconfig.h.inを一切書き換えない、という妙な作りになっているらしく、このautoheader再実行ルールが適用されてもconfig.h.inのタイムスタンプが更新されない場合があります。

もしタイムスタンプが更新されないとmakeは毎回このautoheader再実行ルールを適用してしまいますので、無駄を避けるためにtouchしてconfig.h.inのタイムスタンプを強制的に更新し、次回以降のautoheader再実行を回避していると思われます。

他のツールは強制的に書き換えに行くんですが、なぜautoheaderだけ仕様が違うんだろう…？？

ま、それはさておき、ルールによればconfig.h.in > configure.ac, aclocal.m4であれば、autoheaderは再実行されません。

最後にautomakeです。

top_srcdir = .
srcdir = .

ACLOCAL_M4 = $(top_srcdir)/aclocal.m4

am__aclocal_m4_deps = $(top_srcdir)/configure.ac

am__configure_deps = $(am__aclocal_m4_deps) $(CONFIGURE_DEPENDENCIES) \
        $(ACLOCAL_M4)

$(srcdir)/Makefile.in:  $(srcdir)/Makefile.am  $(am__configure_deps)
        @for dep in $?; do \
          case '$(am__configure_deps)' in \
            *$$dep*) \
              echo ' cd $(srcdir) && $(AUTOMAKE) --foreign'; \
              $(am__cd) $(srcdir) && $(AUTOMAKE) --foreign \
                && exit 0; \
              exit 1;; \
          esac; \
        done; \
        echo ' cd $(top_srcdir) && $(AUTOMAKE) --foreign Makefile'; \
        $(am__cd) $(top_srcdir) && \
          $(AUTOMAKE) --foreign Makefile

ルールによればMakefile.in > Makefile.am, configure.ac, aclocal.m4であれば、automakeは再実行されません。

まとめ

今までのルールをまとめると、下記のようになります。

• aclocal: aclocal.m4 > configure.ac
• autoconf: configure > configure.ac, aclocal.m4
• autoheader: config.h.in > configure.ac, aclocal.m4
• automake: Makefile.in > Makefile.am, configure.ac, aclocal.m4

全部まとめるとタイムスタンプの時刻が（新しい）Makefile.in > Makefile.am, configure, config.h.in > aclocal.m4 > configure.ac（古い）であればautotoolは一切、再実行されない、と思われます。

要するに？

だからどうしたら良いんだ！俺は忙しいんだぞ！！という超短気な人のため、autotoolsの怒りを避けるためのビルド用のシェルスクリプトも付けておきます。

#!/bin/sh

# Prevent the autotools running...
touch aclocal.m4
touch config.h.in
touch configure

touch Makefile.am
touch src/Makefile.am
### もし他のサブディレクトリにMakefile.amがあればそれも
### find -name Makefile.am | xargs touchでも良いかもしれない

touch Makefile.in
touch src/Makefile.in
### もし他のサブディレクトリにMakefile.inがあればそれも
### find -name Makefile.in | xargs touchでも良いかもしれない

# Build
./configure
make

本当にこの節しか読まない人に注意しておくと、このスクリプトは現在のautotoolsの実装に依存していますので、将来autotoolsの実装が変わると、動かなくなる可能性が非常に高いです。動かなくなっても泣かないでください。

感想

こういうダーティーハックは個人的には面白いから好きですが、苦労の割には利益が無いと思いました。

数年もすればこの手のハックは動かなくなるので周りに迷惑ですし、後進の人がメンテしようにも意味不明で「シバくぞゴラァ！書いた奴出てこいやー！！」ってキレること請け合いです。

バカが見る

鼻と耳は繋がっているから、鼻にイヤホン挿したら聞こえるというからやってみたけども、何も聞こえませんでした。

ウォークマンを最大音量にすれば聞こえますが、鼻に刺しても挿さなくても聞こえる音量は変わりません。

鼻詰まってるからかな？と思って、鼻かんでからやってみたけどやっぱり聞こえません。

もしかして「うわ、あいつ本当にやってるよ、バーカバーカｗｗｗ」的な冗談だったのかなあ？？

メモ: 技術系？の話はFacebookから転記しておくことにした。

ビルド高速化ツールccache

巨大なプロジェクト（Androidなど）をコンパイルするときに欠かせないccacheというツールがあります。

簡単に説明すると、過去にコンパイルした結果をキャッシュデータとして保存しておき、一致する場合はコンパイルをスキップして、結果をキャッシュデータから引き出してくるツールです。

使い方は大きく分けて2つあって、1つは環境変数やMakefileなどを書き換えてコンパイラの名前を変更する方法です。

例えば今までgcc hoge.cとしていたところをccache gcc hoge.cと書き換えたり、makeとしていた部分をCC='ccache gcc' makeとします。簡単ですが透過性が無いのが欠点で、そこらじゅうのMakefileを変えて回るのは非常に大変だろうことは、容易に想像できるかと思います。

もう1つはコンパイラの起動をフックする方法です。ccacheはシンボリックリンク経由で起動された場合、シンボリックリンクの名前に該当するコンパイラを探して起動する、という動作をします。やることとしては、

• ccacheへのシンボリックリンクを作成し、名前をキャッシュしたいコンパイラと同じ名前にします
• gccを起動したときに ~/bin/gccが選択されるように、PATHを書き換えます

例えば /usr/bin/gccのコンパイル結果をキャッシュするなら…、

$ which gcc
/usr/bin/gcc

$ ln -s /usr/bin/ccache ~/bin/gcc

$ export PATH=~/bin:$PATH
$ which gcc
/home/katsuhiro/bin/gcc

このようにします。またccache -sでどれくらいキャッシュが効いているかを見ることができますので、実際キャッシュ出来ているかどうかを見てみます。

$ echo 'int main;' > a.c

$ ccache -s
cache directory                     /home/katsuhiro/.ccache
cache hit (direct)                     0
cache hit (preprocessed)               0
cache miss                             0
files in cache                         0
cache size                             0 Kbytes
max cache size                       1.0 Gbytes

$ gcc -Wall a.c -c -o a.o
a.c:1:5: warning: ‘main’ is usually a function [-Wmain]
 int main;
     ^
$ ccache -s
cache directory                     /home/katsuhiro/.ccache
cache hit (direct)                     0
cache hit (preprocessed)               0
cache miss                             1★★キャシュから結果を返せなかった★★
files in cache                         3
cache size                            12 Kbytes
max cache size                       1.0 Gbytes

$ gcc -Wall a.c -c -o a.o
a.c:1:5: warning: ‘main’ is usually a function [-Wmain]
 int main;
     ^
$ ccache -s
cache directory                     /home/katsuhiro/.ccache
cache hit (direct)                     1★★キャシュから結果を返せた★★
cache hit (preprocessed)               0
cache miss                             1
files in cache                         3
cache size                            12 Kbytes
max cache size                       1.0 Gbytes

きちんと働いてくれていそうです。

ccacheとPATH環境変数

で、今日の本題なんですが、会社でccacheが動かないというので相談を受けて見に行ったら、確かにPATHをどう設定しても「コンパイラが見つからない」というエラーが出ていました。

散々悩んで辿り着いた答えはCCACHE_PATH環境変数でした。man ccacheとすると、しっかり説明が載っています。

この名前だけ聞いて、ああ、あれね？とわかる方は、かなりccacheを使い慣れている方だと思います。恥ずかしながら、わたくし全く知りませんでした…。

先の節で説明した2つ目の方法でccacheを起動すると、ccacheはPATHに列挙されたディレクトリからコンパイラを探そうとします。

しかし実はこの挙動はCCACHE_PATHという環境変数により変えることができて、もしCCACHE_PATHという環境変数が定義されていた場合、ccacheはPATHの代わりにCCACHE_PATHに列挙されたディレクトリからコンパイラを探そうとします。

相談されたエラーは間違ってCCACHE_PATHが定義してしまい、さらにCCACHE_PATHで何もないディレクトリを指していたため、ccacheが「コンパイラが無いですねー？」とエラーを出していたのでした。

$ gcc
gcc: fatal error: no input files
compilation terminated.

$ export CCACHE_PATH=/usr
$ gcc
ccache: FATAL: Could not find compiler "gcc" in PATH★★コンパイラが見つからないと言っている★★

$ unset CCACHE_PATH
$ gcc
gcc: fatal error: no input files
compilation terminated.

わかっていれば、何だ、そんなこと…というレベルの話ですが、意外とハマって苦戦したので、思い出として書き残しておきます。

GPS故障？

目次: 自宅サーバー

先日（2015年5月8日の日記参照）の日記で壊れているのかと思っていたGlobalsat BU-353-S4ですが、実は壊れていませんでした。

GPS受信機が受信状態を伝える通信方式には、NMEA 0183という規格に基づいたテキストデータで送ってくるか、GPSの受信機メーカー独自のバイナリデータで送ってくるか、の2つがあるようです。

恐らく大抵のメーカーは両方に対応しており、NMEAか、メーカー独自バイナリかが選択できます。もちろんGlobalsat BU-353-S4が採用しているSiRF Star IVもどちらかを選ぶことができます。

どうも色々いじっているうちにバイナリモードになってしまっていたらしく、NMEAを期待していたGPSのデータ表示アプリなどが「何言ってるのかわからんわ、このデバイス」状態に陥っていました。故障じゃなくて良かったです。

stty -F /dev/ttyUSB0 ispeed 4800 && cat < /dev/ttyUSB0
$GPGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,,,*1E
$GPGSV,3,1,12,01,00,000,,02,00,000,,03,00,000,,04,00,000,*7C
$GPGSV,3,2,12,05,00,000,,06,00,000,,07,00,000,,08,00,000,*77
$GPGSV,3,3,12,09,00,000,,10,00,000,,11,00,000,,12,00,000,*71
$GPRMC,,V,,,,,,,,,,N*53
...

もし上記のようにテキストデータが受信されればNMEAモードになっています。もしグチャグチャの字が受信されるときは、ボーレートが間違っているか、バイナリモードになっている可能性が高いです。

モードの切り替え方

GPSデータの通信方式を切り替えるにはgpsctlというコマンドを使います。GPSデバイスが /dev/ttyUSB0として認識されているとして、

# to NMEA
gpsctl -f -n /dev/ttyUSB0

# to Binary
gpsctl -f -b /dev/ttyUSB0

オプション-nはNMEAモードにする、-bはバイナリモードにするという意味で、-fはローレベル（gpsdを介さないという意味らしい）でGPSデバイスにアクセスするという意味です。

ちなみにSiRF Star IVはモード切り替えに数秒〜10秒近くの時間がかかることがあります。さすが「絶対買わない方が良いぜ」と言われるだけのことはある…。

無理やり変えてみる

これで終わりだとあまり面白くなかったので、Globalsat BU-353-S4の通信方式をgpsctl -n以外で切り替える方法も試してみます。

ありがたいことにGlobalsat USのサイトからSiRFバイナリデータの仕様書を入手できますので、NMEAモードへの切り替えコマンドを送ってみようと思います。仕様書のダウンロードはこちらのサイトの「SiRF Binary Protocol Document」からできます。

ちなみに仕様書の「Switch To NMEA Protocol – Message ID 129」にそのまま使える例が載っていますので、これをそのまま送ってみます。

• A0A20018 - Start Sequence and Payload Length
• 810201010001010105010101000100010001000100012580 - Payload
• 013AB0B3 - Message Checksum and End Sequence

このデータをバイナリエディタなどでファイル（to_nmeaというファイル名だとします）に書いておき、

# gpsctl -f -b /dev/ttyUSB0
/dev/ttyUSB0 identified as a SiRF 9GSD4e_4.1.2-B2_RPATCH.02-F-GPS-4R-1301151 01/17/2013 017 at 9600 baud.
gpsctl:SHOUT: switching to mode BINARY.
falcon:~# stty -F /dev/ttyUSB0 ispeed 9600 && cat < /dev/ttyUSB0 | hexdump -C
00000000  a0 a2 00 29 02 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |...)............|
00000010  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 03 36 02 6a 9c 5a  |...........6.j.Z|
00000020  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 01 9d b0  |................|
00000030  b3 a0 a2 00 09 09 00 00  00 00 00 00 00 00 00 09  |................|
...

# cat to_nmea > /dev/ttyUSB0

# stty -F /dev/ttyUSB0 ispeed 9600 && cat < /dev/ttyUSB0
$GPGGA,163721.731,,,,,0,00,,,M,0.0,M,,0000*53
$GPGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,,,*1E
$GPRMC,163721.731,V,,,,,,,280515,,,N*43
...

以上のようにバイナリをGPSデバイスに送りつけると、無事NMEAモードに切り替わります。ちなみに上記の設定例だとボーレートが4800bpsから9600bpsに変わってしまうので注意してください。

ピリオドとユーザ名の不思議

Debianのセットアップでユーザ名にピリオドを使ったら「不正なユーザ名」と言われるので、何故？と思って調べたら思いのほか歴史がありました。

元々BSDでは、chownのユーザ名とグループ名の区切りにピリオドを使っていたそうで、ユーザ名にピリオドを使うなど以ての外でした。

しかしPOSIXがユーザ名にピリオドも使えるよ、と決めてしまったので、哀れchownの区切りはピリオドからコロンになりました。

Debianのセットアップスクリプトは安全側、つまりユーザ名のピリオドに対応していない古いツールを考慮してBSD時代のルールを守っているのだろう、と思われます。

実は誰も直さずに放置されているだけかも知れませんけど…真相はわかりません。

メモ: 技術系の話はFacebookから転記しておくことにした。