イマドキBSD I/O 2012

2012年11月07日(金) KOF2012 BSDなひととき

• http://qml.610t.org/FreeBSD/BSD_IO_2012.html

• むとうには、あまりHardなことは言えません(_O_)
• ◯お気軽に、ヒカリやVR(input)で、LED光らせたりサーボ動かしたり (output)
• ×インストール前にADM3202ANで電圧レベル変換してシリアルコンソールを出す
• USB使ってPhysical ComputingとBSDといった内容
• Squeak / Scratch も使いたいですよね?
• 歴史: 「Serial知りはる?知ってはる?」

イマドキはついているように思えても、USBの先に居たりする。

• RS-232C
• パラレルポート (IEEE1284)
• PS/2
• FDD
• ...

ppc0: <Standard parallel printer port> at port 0x378-0x37f irq 7 pnpid PNP0400 on isa0
ppc0: Generic chipset (EPP/NIBBLE) in COMPATIBLE modef
ppbus0: <Parallel port bus> on ppc0
plip0: <PLIP network interface> on ppbus0
lpt0: <Printer> on ppbus0
lpt0: Interrupt-driven port
ppi0: <Parallel I/O> on ppbus0
uart0: <16550 or compatible> at port 0x3f8-0x3ff irq 4 pnpid PNP0501 on isa0

dmesg.fuji.20121103.txt
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dmesg.teokure.20121108.txt
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• USBだけアレば大丈夫!?
• USB 仕様
• 「待て!! portingはシリアルを確保してからだ!!」
• 今回は主にUSBデバイスとして見えるお気楽I/Oデバイスについて

• USBシリアル: ucom (/dev/{ttyU,cuaU}?)
• uftdi: FTDI
• uplcom: Prolific
• umodem: USB Communication Device Class (CDC)

• USB Mass Storage: umass:(/dev/{sd,da,...}?)
• USBメモリUSB HDDとか色々
• 最近はコンパイルした実行ファイルをディスクに見える所に入れるデバイスも

• uftdi: Gainer

uftdi0 at uhub2 port 1
uftdi0: FTDI FT232R USB UART, rev 2.00/6.00, addr 2
ucom0 at uftdi0 portno 1

• uplcom: なのぼ〜ど

uplcom0 at uhub1 port 1 "Prolific Technology Inc. USB-Serial Controller" rev 1.10/3.00 addr 2
ucom0 at uplcom0

• umodem: Design Wave Magazine 2008/05基板

uhub4 at uhub0 port 1 "Genesys Logic USB2.0 Hub" rev 2.00/32.98 addr 4
umodem0 at uhub4 port 4 configuration 1 interface 0 "vendor 0x09b9 product 0x0000" rev 2.00/0.00 addr 5
umodem0: data interface 1, has no CM over data, has no break
umodem0: status change notification available
ucom0 at umodem0

デバイスのパーミッションに注意

• OpenBSD 5.2R

vaio-p:~ [12-11-04T7:49] % ls -l /dev/ttyU0 
crw-rw----  1 uucp  dialer   66,   0 Nov  4 07:49 /dev/ttyU0

• NetBSD 6.0R ておくれ

teokure-% ls -l /dev/ttyU0
crw-------  1 uucp  wheel  66, 0 Oct 17 23:55 /dev/ttyU0

• FreeBSD (devfd, devd無し)

insp700m [ ~ ] % ls -l /dev/ttyU0
crw-------  1 root  wheel  0x6f 11月  7 11:46 /dev/ttyU0

• × Use root or sudo.
• chmod a+rw /dev/ttyU0
• chown mutoh /dev/ttyU0
• /etc/group でグループ調整

vaio-p:~ [12-11-04T7:51] % egrep dial /etc/group
dialer:*:117:mutoh
teokure-% egrep wheel /etc/group 
wheel:*:0:root,mikutter

• FreeBSD: 動的にデバイスが生える
• /etc/devfs.conf
• /etc/devd.conf

• 例1: /etc/devfs.conf

kohjin:~ [12-11-05T13:51] % egrep tty /etc/devfs.conf
own     ttyU*   operator:operator
perm    ttyU*   0660

• 例2: /etc/devd.conf

attach 10 {
       device-name             "umodem[0-9]+";
       action                  "chmod 666 /dev/ttyU*";
       action                  "chmod 666 /dev/cuaU*";
};
attach 10 {
       device-name             "uplcom[0-9]+";
       action                  "chmod 666 /dev/ttyU*";
       action                  "chmod 666 /dev/cuaU*";
};
attach 10 {
       device-name             "uftdi[0-9]+";
       action                  "chmod 666 /dev/ttyU*";
       action                  "chmod 666 /dev/cuaU*";
};

• uipaq, uvisor, urio; 何に使うんだ?
• uipaq

ugen0.3: <vendor 0x049f> at usbus0
uipaq0: <vendor 0x049f product 0x0003, rev 1.00/0.00, addr 3> on usbus0
ums0: <EndPoint1 Interrupt Pipe> on usbus0
ums0: error reading report description
device_attach: ums0 attach returned 12

• urio; Rio600 & Rio800

ugen2.2: <Diamond Multimedia> at usbus2
urio0: <Diamond Multimedia Diamond Multimedia  Digital Audio Player, class 0/0, rev 1.00/1.00, addr 2> on usbus2
ugen2.2: <Diamond Multimedia> at usbus2
urio0: <Diamond Multimedia Diamond Multimedia  Digital Audio Player, class 0/0, rev 1.00/1.00, addr 2> on usbus2

• 美術系大学生でも簡単に電子工作!!
• 電子工作を教えている時間なし
• 作品作るのには場合によっては必要
• センサー: スイッチとか光センサーとか音とかの値とりだして…
• アクチュエータ: LED光らせたり、サーボ動かしたり
• オープンハードウエアで公開、自由に互換機が出る
• ⇒ 価格が安くなる

• Gainer
• Arduino
• (AVR) マイコンでstandaloneで動作可能
• Sensor Board (PicoBoard)

• 小林茂@IAMASらが開発
• コントローラとしてのPC必須
• シリアルベースのプロトコル (cu で使える!!)
• プロトコル
• ?*, Q*, KONFIGURATION_1*, h*, l*, ...
• ハードウエア
• Gainer mini
• Design Wave Magazine 2008/05基板: 3軸加速度センサー付, Gainer実装はサブセット
• ライブラリ
• Squeak+Gainer
• gainerm-lib: C言語
• MIT Licence版有り
• Goo-gleば山ほど出てきます

• ハードウエア
• ちびでぃ〜の２ 1000円
• 大人の科学Vol.27付録 Japanino (POV付き) 3360円
• GR-SAKURA (umass+Cloud IDE) 3500円程度
• 星の数ほどの互換機
• Boarduino; ブレッドボード用
• LilyPad; 手芸用, ...
• 星の数ほどのシールドと呼ばれる拡張基板
• センサ系: CLCD-BOOSTER, タッチパッド, GPS, ...
• アクチュエータ系: LED, LCD, (サーボ)モータ,
• 通信系: Ethernet, XBee, ...
• ソフトウエア: Arduino IDE: Processing (Java (rxtx), avr-libc, avrdude, ...)

• そもそも プログラミング教育系言語 Scratch で利用するために作られた
• シリアルベースのプロトコル (Sensor Board)
• Inputのみ
• Outputとしては、WeDo用のものがある
• ハードウエア
• なのぼ〜ど 1500円
• なのぼ〜ど AG (モータつき、Output可能) 2200円
• ソフトウエア
• Scratch (Squeakプラグインとして組込済)
• Etoys(Squeak)用のライブラリもあり

• Squeak 4.10.2以降でScratchプラグインが標準で入る
• FreeBSDだと大丈夫!!
• Linux4Video, Sensor Board, ...
• package版SqueakVMでUSBシリアルを使う
• バイナリエディタ(bviなど)で/dev/ttyS0をttyU0に

  (snip)
00080050  5D 08 83 FE 09 C7 03 2F 64 65 76 C7 43 04 2F 74 ⇒
 ⇒ ]....../dev.C./t
00080060  74 79 66 C7 43 08 55 30 C6 43 0A 00 7F 0F 89 1C ⇒
 ⇒ tyf.C.U0.C......
  (snip)

• 付録がついたモノって好きですよね?
• 小学?年生とか、仮面ライダースナックとか
• 書店にあふれた付録付きの本

• とりあえず、落ち着いて回路図を見る
• 追加で必要なパーツ類に注意!!
• やっぱりセンサーが最初からある方が遊びやすいです
• 拡張基板は便利ですが、高いことが多いです

• FreeBSDでgainerm-libが動かないのをなんとかする
• 作者には連絡済
• Squeak / Scratch
• WeDo Pluginがコンパイルできるように
• Sendor BoardプロトコルをCなどの軽いので実装
• ちっちゃいものクラブでデモ
• Design Wave Magazine 2008/05基板
• もう少しGainerコマンドを実装
• 基板上のLEDぐらいはh*, l*で光らせたい
• 以前ちょっと作業した