NetBSD de Blinkt

https://gyazo.com/61769b356687931398e516095d9e8a33

2018年8月4日(土) OSC 2018 Kyoto

関西*BSDユーザ会研究会番外編

Blinkt!ってなあに?

Raspberry Pi 40ピンヘッダ用の安価な8連フルカラーLED

1LEDあたりr,g,b x 8bit, brightness x 5 bit で、シリアルに書き込んでいく

DATAにセットしたデータをCLOCKの立ち下がりで書き込む

https://gyazo.com/c2d0b9273f0977a33beba637edcd7370

Raspbian用Blinkt!ライブラリの構成

table: Blinkt!ライブラリ階層

記述言語

アプリケーション python

blinkt.py pythonモジュール

RPi.GPIO C言語で記述されたpythonモジュール

OS GPIO layer C言語

NetBSDのGPIO

NetBSDのGPIO関連

ポートモード設定ファイル: gpio.conf(5)

プログラムインタフェース: gpio(4)

ユーザランド操作コマンド: gpioctl(8)

NetBSD GPIOのポート初期設定

securelevelの関係で、ブート終了後はGPIOのポート設定変更はできない

INSECUREオプション設定をしたkernelは例外

code: /etc/gpio.confの例

gpio0 23 set out dat

gpio0 24 set out clk

gpio0 25 set in sw

ユーザランド操作コマンド: gpioctl (8)

GPIO出力

code: shell

$ sudo gpioctl gpio0 23 1

pin 23: state 0 -> 1

GPIO入力

code: shell

$ sudo gpioctl -s gpio0 sw

1

プログラムインタフェース: gpio (4)

初期化: デバイスをopen

fd=open("/dev/gpio0",O_RDWR))

GPIO出力

code: gpio_out.c

struct gpio_req req;

memset(&req, 0, sizeof(req));

req.gp_pin = pin;

req.gp_value = v;

ioctl(fd, GPIOWRITE, &req);

GPIO入力

code: gpio_input.c

ioctl(fd, GPIOREAD, &req);

NetBSDでBlinkt!を使うために

ライブラリは全部を実装するのではなく、使うものだけ

Blinkt!アプリケーション(python)は、変更なしでそのまま使いたい

結論: RPi.GPIOライブラリで必要なところだけを作る

実装したもの: output, setmode, setwarnings, setup

Python版 RPi.GPIOライブラリ

Pythonライブラリ内で、gpioctl(8)をsubprocessから叩いて動かす

とてもコードが短い

遅いorz

code: GPIO.py

import subprocess

BCM=0

OUT=0

IN=1

def output(pin,v):

if v>0: v=1

shell="gpioctl -q gpio0 %d %d" % (pin,v)

subprocess.call(shell.split())

# dummy functions

def setmode(mode):

print "setmode:",mode

def setwarnings(f):

print "setwarnings:",f

def setup(pin,mode):

print "setup:",pin, mode

C版 RPi.GPIOライブラリ

Pythonモジュールとして作るのがめんどくさかった

code: GPIO.c

static PyObject *bcm;

static PyObject *out;

static PyObject *in;

int fd;

// 初期化

PyObject* GPIO_setup(PyObject* self, PyObject* args)

{

int pin,mode;

if (!PyArg_ParseTuple(args, "ii", &pin, &mode))

return NULL;

printf("setup: %d %d\n",pin,mode);

if((fd=open("/dev/gpio0",O_RDWR)) == -1)

err(EXIT_FAILURE, "%s", DEV);

return Py_BuildValue("");

}

// GPIO出力

PyObject* GPIO_output(PyObject* self, PyObject* args)

{

int pin,v;

struct gpio_req req;

if (!PyArg_ParseTuple(args, "ii", &pin, &v))

return NULL;

printf("output: %d %d\n",pin,v);

if(v>1) v=1;

if(v<0) v=0;

memset(&req, 0, sizeof(req));

req.gp_pin = pin;

req.gp_value = v;

if(ioctl(fd, GPIOWRITE, &req)==-1)

err(EXIT_FAILURE, "GPIOWRITE");

return Py_BuildValue("");

}

// setmode, setwarningは何もしない

PyObject* GPIO_setmode(PyObject* self, PyObject* args)

{

int mode;

if (!PyArg_ParseTuple(args, "i", &mode))

return NULL;

printf("setmode: %d\n",mode);

return Py_BuildValue("");

}

PyObject* GPIO_setwarnings(PyObject* self, PyObject* args)

{

int f;

if (!PyArg_ParseTuple(args, "i", &f))

return NULL;

printf("setwarnings: %d\n",f);

return Py_BuildValue("");

}

static PyMethodDef GPIOmethods[] = {

{"output", GPIO_output, METH_VARARGS},

{"setmode", GPIO_setmode, METH_VARARGS},

{"setwarnings", GPIO_setwarnings, METH_VARARGS},

{"setup", GPIO_setup, METH_VARARGS},

{NULL},

};

void initGPIO()

{

PyObject *module = NULL;

module=Py_InitModule("GPIO", GPIOmethods);

bcm = Py_BuildValue("i", BCM);

PyModule_AddObject(module, "BCM", bcm);

out = Py_BuildValue("i", OUT);

PyModule_AddObject(module, "OUT", out);

in = Py_BuildValue("i", IN);

PyModule_AddObject(module, "IN", in);

}

ハマりどころ

なぜか、0か1かのはずのoutputに、128とか飛んでくる

1より大きい値は1として動かしたら、それらしく動く

なぜか、gccでshard libraryを作ると、動かないorz

code:shell

rpi$ cc -shared GPIO.c -o GPIO.so -I/usr/pkg/include/python2.7

rpi$ sudo python2.7 rainbow.py

/home/mutoh/py/RPi/GPIO.so: text relocations

Traceback (most recent call last):

File "rainbow.py", line 6, in <module>

import blinkt

File "/home/mutoh/py/blinkt.py", line 4, in <module>

import RPi.GPIO as GPIO

ImportError: /home/mutoh/py/RPi/GPIO.so: Cannot write-enable text segment: Permission denied

-fPICを忘れてたorz

cc -shared -fPIC GPIO.c -o GPIO.so -I/usr/pkg/include/python2.7

おわりに

NetBSD/evbarm, aarch64 at Raspberry Piで、Blinkt!を使えました。

ほとんどコードは書いてません。

みなさんもピカピカしてみませんか?