コグノスケ

読みが違う

Google翻訳で「October」を翻訳すると、正しい訳の「10月」が出てくるのですが、

Octoberの英→日訳

残念ながら読みが間違っていて「じゅうがつ」ではなく「じゅうつき」になっています。惜しい！

「コミュニティ確認済み」のバッジが付いていますが、読みはチェック漏れ？ですかねえ？日本語は同じ文字でも読みが違って難しいですね。

Zephyr SMP対応

目次: Zephyr

Zephyr RISC-V SMP対応にチャレンジしてます。

Zephyrは既に他のアーキテクチャでSMP対応されていますから、真似するだけの何がチャレンジなの？簡単でしょ？と思われるかもしれません。その考え方は間違ってないんですが、少なくとも私にとっては「余裕」と言えるほど簡単ではなさそうです。

RISC-V向けの実装はAArch32をパクっているようで「お前、シングルコアだろ？な？」的な実装がそこら中にあり、SMPを有効にした途端、猛烈にコンパイルエラーが出ます。

一個一個見てますが、先ほど、コンテキストスイッチから直さないとダメなことに気づきました。こりゃ先は長そうだ〜……。

Windows 10謎の高負荷

目次: Windows

今に始まったことではないのですが、Windows 10が突然高負荷に陥ってしまうことがあります。大抵Windows Updateが裏で動いているだけのことが多いですが、今日は様子が違ったのでメモしておきます。

Systemプロセスが高負荷

いつもと違う点、その1は、Systemプロセスが高負荷に陥っていることです。Windows Updateが裏で実行されている場合、マウスを動かしたりキーボードに触ったりすると負荷が下がります。今回はマウスを触っても負荷が下がりません。

1つのスレッドが高負荷

Process Explorerで見るとPsReturnProcessNonPagedPoolQuota() という関数がめちゃくちゃ頑張っていました。なんでしょうね？これ？

Arm買収

NVIDIAがArm全株式買収、ソフトバンクGから最大400億ドルで - ケータイWatch を読んで。

NVIDIAがArm買収です。買収額の2/3は株式交換で、ソフトバンクはNVIDIAの大株主になります。買収が成立すれば、ソフトバンクは1兆円超の利益を得ます。

ArmがNVIDIA配下となれば、NVIDIAと思い切り食い合う、Ethos（エッジAIプロセッサ）とMali（モバイル向けGPU）はゴミ箱行きですかね？ディスコンにしなくても、まともに開発しなくなりそうです。

さらにNVIDIAはNVIDIA GPUをライセンスするメリットがない（自分で作れる）ので、組み込み業界はImagination PowerVRとArm Maliという2大モバイルGPU IPを揃って失ってしまう悲しい未来になりそうです。

他陣営（RISC-Vとか）はまともなGPU IPがありませんし、Armがどんな地獄になろうとも、グラフィック必須のスマホ系SoCベンダーに逃げ場はなく、Armで作り続けるしかありません。

Armの築いたエコシステムがArmごとひっくり返されるとは思いませんでしたね。耐震構造のビルを建てていたら、いきなり一面の海になるような……バグったゲームみたいですが、現実なんですよね。

中国はImaginationごとPowerVRを買ってるので、ArmもしくはRISC-V用にPowerVRを売り出す可能性はあります（もう売ってる？）けど、PowerVRって性能的に今の時代のGPUに追いついているんでしょうか？？

メモ: 技術系？の話はFacebookから転記しておくことにした。

FreeRTOSで遊ぼう その4 - FreeRTOSのパッチ投稿

目次: FreeRTOS

FreeRTOSにRISC-V QEMU virtpcのパッチをぶん投げてみました。やり方はGitHubでプルリクエストを送れば良いみたいです（説明へのリンク（FreeRTOS/CONTRIBUTING.md））。

FreeRTOSには既にQMEUのプロジェクトはある（SiFive HiFive1エミュレーション環境向けのEclipseプロジェクトがある）から要らないよ！？と言われることが目に浮かびますが、それならそれで良し。今後なにかの役に立つでしょう。

FreeRTOSはインデントやコード記法が非常に特徴的で、とても書きにくかったです。

• 関数名、変数名はハンガリアン記法
• 変数宣言だけなぜか字下げなし
• キャメルケース
• Tabを使う（タブ幅は4）
• カッコ前後にはスペースを入れる
• 中カッコは次の行

void vFunc( int aaa )
{
int xBbb;

    if( aaa )
    {
        /* do something */
        xBbb = 0;
    }
}

クセが強すぎる。何でこんな記法にしたのやら……？？

メモ: 技術系？の話はFacebookから転記しておくことにした。色々と加筆。

MATLABのインストール

自動車業界（だけじゃないですが）で重宝されているMATLABを家で使えることになったので、インストールしてみました。

ダウンロードは Mathworksのサイトからできますが、たぶん会社や学校からもらえるアカウント、アクティベーション番号が必要です。MATLABは個人でも買えますがメチャクチャ値段が高く、私は買う気は起きません……。

MATLABはDebian 9, Debian 10には対応しています（System Requirements for MATLAB R2020a - MATLAB & Simulink）が、Debian Testingには対応していません。インストーラを起動した瞬間にクラッシュします。

$ cd matlab_archive
$ unzip matlab_R2020a_glnxa64.zip

$ ./install

terminate called after throwing an instance of 'std::runtime_error'
  what():  Unable to launch the MATLABWindow application
Aborted

ありがたいことに、Linux向けのMATLABインストーラは通常版とlegacy版が同梱されています。

$ cd matlab_archive
$ unzip matlab_R2020a_glnxa64.zip

$ bin/glnxa64/install_unix_legacy

推奨された使い方ではないと思いますがlegacy版ならばインストーラが動きます。質問にはハイハイ答えておけば、そんなに問題ないはずです。

起動するとき

MATLABを起動するときに変なエラーが出ます。

$ matlab

MATLAB is selecting SOFTWARE OPENGL rendering.
matlab_install_dir/bin/glnxa64/jcef_helper: symbol lookup error: /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpango-1.0.so.0: undefined symbol: g_ptr_array_copy

このエラーはMATLABの動的ライブラリの構成がおかしいことが原因です。libglib-2.0.soをMATLAB内部に抱えているのですが、libpango-1.0.soはシステム側を使うため、バージョンの非互換が発生します。libpango-1.0.soも内部に抱えれば良いのに？？何だか中途半端な作りですね。

$ ldd bin/glnxa64/jcef_helper | grep glib

libglib-2.0.so.0 => matlab_install_dir/bin/glnxa64/../../cefclient/sys/os/glnxa64/libglib-2.0.so.0 (0x00007f43ac828000)

★MATLAB内部に抱えているライブラリをダイナミックリンクする


$ cd matlab_install_dir/cefclient/sys/os/glnxa64
$ mv libglib-2.0.so _libglib-2.0.so
$ mv libglib-2.0.so.0 _libglib-2.0.so.0
$ mv libglib-2.0.so.0.5600.1 _libglib-2.0.so.0.5600.1

$ ldd bin/glnxa64/jcef_helper | grep glib

libglib-2.0.so.0 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libglib-2.0.so.0 (0x00007f10b2e6d000)

★システム側のライブラリをダイナミックリンクする

MATLABの内部で抱えているlibglib-2.0.soを無視して、システム側のlibglib-2.0.soをダイナミックリンクすればエラーは出ません。これも推奨された使い方ではないと思いますが、とりあえず動いたのでめでたしめでたし。

FreeRTOS - まとめリンク

目次: FreeRTOS

一覧が欲しくなったので作りました。

• FreeRTOSで遊ぼう その1 - FreeRTOS入門
• FreeRTOSで遊ぼう その2 - FreeRTOSをvirtに移植（ドライバ準備編）
• FreeRTOSで遊ぼう その3 - FreeRTOSをvirtに移植（ブート編）
• FreeRTOSで遊ぼう その4 - FreeRTOSのパッチ投稿
• FreeRTOSで遊ぼう その5 - FreeRTOSのパッチ投稿の経過
• FreeRTOSで遊ぼう その6 - FreeRTOSのパッチがマージされた

FreeRTOSで遊ぼう その3 - FreeRTOSをvirtに移植（ブート編）

目次: FreeRTOS

前回UARTドライバとmain() 関数を実装しました。今回はmain() に至るまでのブート部分を実装します。ざっくり言うとアセンブラで書いたスタートコードと、リンカスクリプトが必要です。

メモリマップ

RISC-V QEMU virtマシンのメモリマップは下記のようになっています。使わないハードウェアは載せていません。

• 0x02000000: CLINT
• 0x10000000: 16550 UART
• 0x80000000: RAM

今回はRAMの一部をROMの代わりとして使います。0x80000000は本来RAMですがROMの代わりとして扱います。0x80080000以降をRAMとして扱います。本当はSPI Flash ROMを使ったほうが良いですが、手抜き実装です。リンカスクリプトは下記のようにしました。

OUTPUT_ARCH( "riscv" )
ENTRY( _start )

MEMORY
{
	rom (rxa) : ORIGIN = 0x80000000, LENGTH = 512K
	ram (wxa) : ORIGIN = 0x80080000, LENGTH = 512K
}

SECTIONS
{
	.init :
	{
		_text = .;
		KEEP (*(SORT_NONE(.init)))
	} >rom AT>rom
	
	.text :
	{

		*(.text.unlikely .text.unlikely.*)
		*(.text.startup .text.startup.*)
		*(.text .text.*)
		*(.gnu.linkonce.t.*)
	} >rom AT>rom
	
	.fini :
	{
		KEEP (*(SORT_NONE(.fini)))
		_etext = .;
	} >rom AT>rom

	.rodata.align :
	{
		. = ALIGN(4);
		_rodata = .;
	} >rom AT>rom

	.rodata.start :
	{
		_rodata_lma = LOADADDR(.rodata.start);
	} >rom AT>rom

	.rodata :
	{
		*(.rdata)
		*(.rodata .rodata.*)
		*(.gnu.linkonce.r.*)

		. = ALIGN(4);
		_erodata = .;
	} >rom AT>rom

	.data.align :
	{
		. = ALIGN(4);
		_data = .;
	} >ram AT>rom

	.data.start :
	{
		_data_lma = LOADADDR(.data.start);
	} >ram AT>rom

	.data :
	{
		*(.data .data.*)
		*(.gnu.linkonce.d.*)
		. = ALIGN(8);
		PROVIDE( __global_pointer$ = . + 0x800 );
		*(.sdata .sdata.*)
		*(.sdata2 .sdata2.*)
		*(.gnu.linkonce.s.*)
		. = ALIGN(8);
		*(.srodata.cst16)
		*(.srodata.cst8)
		*(.srodata.cst4)
		*(.srodata.cst2)
		*(.srodata .srodata.*)

		. = ALIGN(4);
		_edata = .;
	} >ram AT>rom

	.bss.align :
	{
		. = ALIGN(4);
		_bss = .;
	} >ram AT>rom

	.bss.start :
	{
		_bss_lma = LOADADDR(.bss.start);
	} >ram AT>rom

	.bss :
	{
		*(.sbss*)
		*(.gnu.linkonce.sb.*)
		*(.bss .bss.*)
		*(.gnu.linkonce.b.*)
		*(COMMON)

		. = ALIGN(4);
		_ebss = .;
	} >ram AT>rom

	. = ALIGN(8);
	_end = .;

	.stack :
	{
		. = ALIGN(16);
		_stack0_bottom = .;
		. += __stack_size;
		_stack0_top = .;
	} >ram AT>ram
}

ビルドしたバイナリをnmやreadelfで見るときわかりやすくするために、あえて変なセクション（.*.align, .*.start）をいくつか作っています。このように見えます。

$ riscv64-unknown-elf-nm -n a.out | less

★.bss.alignにALIGN(4) と書いたとき

80002ea8 R __clz_tab
80002fa8 A _data_lma
80002fa8 R _erodata  ★.rodataの終わり（ROM領域を0x80000000としている）
80002fb8 A _bss_lma
80080000 D _data     ★.dataの始まり（RAM領域を0x80080000としている）
80080000 D pullNextTime
80080008 D uxTimerIncrementsForOneTick
8008000c D xISRStackTop
80080010 B _bss      ★.bssの始まり    ★4bytes alignになっている（.dataの終わりと連続している）
80080010 D _edata    ★.dataの終わり
80080010 b xQueue

...


★.data.alignにALIGN(2048) と書いたとき

80002ca8 R __clz_tab
80002da8 A _data_lma
80002da8 R _erodata  ★.rodataの終わり（ROM領域を0x80000000としている）
80002db8 A _bss_lma
80080000 D _data     ★.dataの始まり（RAM領域を0x80080000としている）
80080000 D pullNextTime
80080008 D uxTimerIncrementsForOneTick
8008000c D xISRStackTop
80080010 D _edata    ★.dataの終わり
80080800 D __global_pointer$
80080800 B _bss      ★.bssの始まり    ★2KB alignになっている（.dataの終わりと連続して「いない」）
80080800 b xQueue

...


$ riscv64-unknown-elf-readelf -a a.out | less

★.bss.alignにALIGN(4) と書いたとき

Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Addr     Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 0]                   NULL            00000000 000000 000000 00      0   0  0
  [ 1] .init             PROGBITS        80000000 001000 00006c 00  AX  0   0  1
  [ 2] .text             PROGBITS        80000100 001100 002d2c 00  AX  0   0 256
  [ 3] .rodata.align     PROGBITS        80002e2c 004010 000000 00  WA  0   0  1
  [ 4] .rodata           PROGBITS        80002e2c 003e2c 00017c 00   A  0   0  4
  [ 5] .data.align       PROGBITS        80080000 004010 000000 00  WA  0   0  1
  [ 6] .data             PROGBITS        80080000 004000 000010 00  WA  0   0  4
  [ 7] .bss.align        NOBITS          80080010 000000 000000 00  WA  0   0  1
  [ 8] .bss              NOBITS          80080010 004010 0040c0 00  WA  0   0 16    ★4bytes alignになっている
  [ 9] .stack            NOBITS          800840d0 0040d0 00012c 00  WA  0   0  1


★.data.alignにALIGN(2048) と書いたとき

ection Headers:
  [Nr] Name              Type            Addr     Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 0]                   NULL            00000000 000000 000000 00      0   0  0
  [ 1] .init             PROGBITS        80000000 001000 000068 00  AX  0   0  1
  [ 2] .text             PROGBITS        80000100 001100 002b2c 00  AX  0   0 256
  [ 3] .rodata.align     PROGBITS        80002c2c 004010 000000 00  WA  0   0  1
  [ 4] .rodata           PROGBITS        80002c2c 003c2c 00017c 00   A  0   0  4
  [ 5] .data.align       PROGBITS        80080000 004010 000000 00  WA  0   0  1
  [ 6] .data             PROGBITS        80080000 004000 000010 00  WA  0   0  4
  [ 7] .bss.align        NOBITS          80080010 004010 0007f0 00  WA  0   0  1
  [ 8] .bss              NOBITS          80080800 004800 0040c0 00  WA  0   0 16    ★2KB alignになっている
  [ 9] .stack            NOBITS          800848c0 0048c0 00012c 00  WA  0   0  1

ALIGN(4) をALIGN(2048) など、大きめの値に変えたときの様子を載せました。変なセクション .*.alignがアドレスのアラインメントをしている様子が nmでもreadelfでもわかりやすいですよね？だめ？上記は .bssの例ですが、他のセクションでも同様です。

ブートコード

ブートコードはアセンブラで書く必要があります。

// freertos/FreeRTOS/Demo/RISC-V-Qemu-virt_GCC/start.S

#include "riscv-reg.h"

#if __riscv_xlen == 32
#define REGSIZE		4
#define LOAD		lw
#define STOR		sw
#elif __riscv_xlen == 64
#define REGSIZE		8
#define LOAD		ld
#define STOR		sd
#endif /* __riscv_xlen */

	.section .init
	.globl _start
	.type _start,@function
_start:
	.cfi_startproc
	.cfi_undefined ra
.option push
.option norelax
	la gp, __global_pointer$
.option pop

	la sp, _stack0_top

	# Load data section
	la a0, _data_lma
	la a1, _data
	la a2, _edata
	bgeu a1, a2, 2f
1:
	LOAD t0, (a0)
	STOR t0, (a1)
	addi a0, a0, REGSIZE
	addi a1, a1, REGSIZE
	bltu a1, a2, 1b
2:

	# Clear bss section
	la a0, _bss
	la a1, _ebss
	bgeu a0, a1, 2f
1:
	STOR zero, (a0)
	addi a0, a0, REGSIZE
	bltu a0, a1, 1b
2:

	/* argc, argv, envp is 0 */
	li a0, 0
	li a1, 0
	li a2, 0
	j main
	.cfi_endproc

実装は非常に単純です。.dataをROM領域からRAM領域にコピーし、.bssを0クリアしてmain() に飛ぶだけです。

以上の実装でビルドして（makeするだけ）、動かします。

$ qemu-system-riscv32 -nographic -machine virt -net none -chardev stdio,id=con,mux=on -serial chardev:con -mon chardev=con,mode=readline -bios none -kernel a.out

Hello FreeRTOS!
Blink

Blink

Blink

...

動きましたね。良かった良かった。 改行が余計に入っちゃってるのが気になる場合はmain.cの "Blink\r\n" を "Blink\n" にすると治ります。