Howto

9.1. アプリケーションをコンテナで実行する

9.1.1. Podman - コンテナ仮想化ソフトウェア

9.1.1.1. Podman - コンテナ仮想化ソフトウェアとは

コンテナとはホスト OS 上に展開される仮想的なユーザ空間のことです。コンテナを使用することで複数の Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 でも同一の環境がすぐに再現できます。ゲスト OS を必要としない仮想化であるため、アプリケーションの起動が素早いという特徴があります。

Podman とはこのようなコンテナを管理するためのソフトウェアであり、使用方法はコンテナ管理ソフトウェアの 1 つである Docker と互換性があります。

9.1.2. コンテナを操作する

この章では、コンテナ仮想化ソフトウェアの 1 つである Podman の基本的な使い方について説明します。 Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 で実行させたいアプリケーションとその実行環境自体を 1 つの Podman イメージとして扱うことで、複数の Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 がある場合でも、全てのボード上で同一の環境を再現させることが可能となります。

この章全体を通して、イメージの公開・共有サービスである Docker Hub から取得した、Alpine Linux のイメージを使って説明します。

9.1.2.1. イメージからコンテナを作成する

イメージからコンテナを作成するためには、podman_start コマンドを実行します。 podman や docker にすでに詳しいかたは podman run コマンドでも実行できますが、ここでは「コンテナの運用」で紹介するコンテナの自動起動の準備も重ねて podman_start を使います。イメージは Docker Hub から自動的に取得されます。ここでは、簡単な例として "ls /" コマンドを実行するコンテナを作成します。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/my_container.conf 
set_image docker.io/alpine
set_command ls /
[armadillo ~]# podman pull docker.io/alpine 
Trying to pull docker.io/library/alpine:latest...
Getting image source signatures
:（省略）
Writing manifest to image destination
Storing signatures
a6215f271958c760a2975a6765016044115dbae4b90f414eba3a448a6a26b4f6
[armadillo ~]# podman_start my_container 
Starting 'my_container'
b141e899b5ef7c9ec5434bda8f6a83d3e6bfc94f74bfb5dcef2a22041c71fdbf
[armadillo ~]# podman logs my_container 
bin
dev
:（省略）
usr
var
[armadillo ~]#

図9.1 コンテナを作成する実行例

	コンテナのコンフィグを作成します。このファイルでは、コンテナのイメージやコマンド、デバイスへのアクセス権限を設定します。詳しい設定の説明には「コンテナの自動起動」を参照ください。
	コンテナのイメージを取得します。イメージが Armadillo に置いてない場合は「Error: docker.io/alpine: image not known」の様なエラーで失敗します。
	コンテナを起動します。これは Armadillo 起動時に自動的に起動されるコンテナと同じものになります。自動起動が不要な場合には `set_autostart no` で無効化できます。
	`podman logs` コマンドで出力を確認します。

"ls /" を実行するだけの "my_container" という名前のコンテナが作成されました。コンテナが作成されると同時に "ls /" が実行され、その結果がログに残ります。ここで表示されているのは、コンテナ内部の "/" ディレクトリのフォルダの一覧です。

コンフィグファイルの直接な変更と podman pull によるコンテナの取得はデフォルト状態ではメモリ上でしか保存されません。

ファイルは persist_file で必ず保存し、コンテナイメージは abos-ctrl podman-storage --disk で podman のストレージを eMMC に切り替えるか abos-ctrl podman-rw で一時的に eMMC に保存してください。

運用中の Armadillo には直接に変更をせず、 swupdate でアップデートしてください。

コンフィグファイルを保存して、 set_autostart no を設定しない場合は自動起動します。


	`podman_start` でコンテナが正しく起動できない場合は `podman_start -v <my_container>` で `podman run` のコマンドを確認し、 `podman logs <my_container>` で出力を確認してください。

9.1.2.2. イメージ一覧を表示する

コンテナを作成するためのイメージは、イメージ一覧を表示する podman images コマンドで確認できます。

[armadillo ~]# podman images
REPOSITORY                TAG     IMAGE ID      CREATED      SIZE
docker.io/library/alpine  latest  9c74a18b2325  2 weeks ago  4.09 MB

図9.2 イメージ一覧の表示実行例

podman images コマンドの詳細は --help オプションで確認できます。

[armadillo ~]# podman images --help

図9.3 podman images --help の実行例

9.1.2.3. コンテナ一覧を表示する

作成済みコンテナ一覧を表示するためには podman ps コマンドを実行します。

[armadillo ~]# podman ps -a
CONTAINER ID  IMAGE                            COMMAND    CREATED         STATUS                    PORTS    NAMES
d6de5881b5fb  docker.io/library/alpine:latest  ls /       12 minutes ago  Exited (0) 11 minutes ago          my_container

図9.4 コンテナ一覧の表示実行例

一覧表示により、コンテナ名やコンテナ ID を確認することができます。-a オプションを付けない場合は、動作中のコンテナのみ表示されます。 podman ps コマンドの詳細は --help オプションで確認できます。

[armadillo ~]# podman ps --help

図9.5 podman ps --help の実行例

9.1.2.4. コンテナを起動する

作成済みのコンテナを起動するためには podman start コマンドを実行します。

[armadillo ~]# podman start my_container
podman start my_container
[ 3119.081068] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_CHANGE): vethe172e161: link becomes ready
[ 3119.088214] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_CHANGE): eth0: link becomes ready
[ 3119.094812] cni-podman0: port 1(vethe172e161) entered blocking state
[ 3119.101231] cni-podman0: port 1(vethe172e161) entered disabled state
[ 3119.107745] device vethe172e161 entered promiscuous mode
[ 3119.113185] cni-podman0: port 1(vethe172e161) entered blocking state
[ 3119.119546] cni-podman0: port 1(vethe172e161) entered forwarding state
my_container
[ 3119.620731] cni-podman0: port 1(vethe172e161) entered disabled state
[ 3119.627696] device vethe172e161 left promiscuous mode
[ 3119.632762] cni-podman0: port 1(vethe172e161) entered disabled state

図9.6 コンテナを起動する実行例

-a オプションを与えると、コンテナ内で実行されたアプリケーションの出力を確認できます。

[armadillo ~]# podman start -a my_container
[ 3150.303962] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_CHANGE): vetha9ef8f8e: link becomes ready
[ 3150.311106] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_CHANGE): eth0: link becomes ready
[ 3150.317703] cni-podman0: port 1(vetha9ef8f8e) entered blocking state
[ 3150.324139] cni-podman0: port 1(vetha9ef8f8e) entered disabled state
[ 3150.330687] device vetha9ef8f8e entered promiscuous mode
[ 3150.336085] cni-podman0: port 1(vetha9ef8f8e) entered blocking state
[ 3150.342443] cni-podman0: port 1(vetha9ef8f8e) entered forwarding state
bin    etc    lib    mnt    proc   run    srv    tmp    var
dev    home   media  opt    root   sbin   sys    usr
[ 3150.804164] cni-podman0: port 1(vetha9ef8f8e) entered disabled state
[ 3150.811249] device vetha9ef8f8e left promiscuous mode
[ 3150.816349] cni-podman0: port 1(vetha9ef8f8e) entered disabled state

図9.7 コンテナを起動する実行例(a オプション付与)

ここで起動している my_container は、起動時に "ls /" を実行するようになっているので、その結果が出力されます。 podman start コマンドの詳細は --help オプションで確認できます。

[armadillo ~]# podman start --help

図9.8 podman start --help 実行例

9.1.2.5. コンテナを停止する

動作中のコンテナを停止するためには podman stop コマンドを実行します。

[armadillo ~]# podman stop my_container
my_container

図9.9 コンテナを停止する実行例

podman stop コマンドの詳細は --help オプションで確認できます。

[armadillo ~]# podman stop --help

図9.10 podman stop --help 実行例

9.1.2.6. コンテナの変更を保存する

コンテナに対して変更が行われた状態で、そのままコンテナを停止してしまうと変更が失なわれてしまいます。

変更を保存するには二つの方法があります。

podman commit コマンドで保存する。
```
[armadillo ~]# podman commit my_container image_name:latest
Getting image source signatures
Copying blob f4ff586c6680 skipped: already exists
Copying blob 3ae0874b0177 skipped: already exists
Copying blob ea59ffe27343 done
Copying config 9ca3c55246 done
Writing manifest to image destination
Storing signatures
9ca3c55246eaac267a71731bad6bfe4b0124afcdd2b80c4f730c46aae17a88f3
```
図9.11 my_containerを保存する例
podman commitで保存する度に、変更が行なわれた差分が保存されます。繰り返し差分を保存すると、イメージサイズが大きくなってしまいます。ストレージ容量が不足する場合は、ベースとなるOSのイメージから作り直してください。

ボリュームを使用する。

podman_start の add_volumes コマンドでコンテナに Armadillo Base OS のディレクトリをコンテナで使うことができます。

保存するデータの性質によって、保存先を選択してください。

/var/app/volumes/myvolume: アップデートした場合はコピーされません。ログやデータベースなど、アプリケーションが作成し続けるようなデータの保存に向いています。
myvolume か /var/app/rollback/volumes/myvolume: アップデートの際にコピーしてアップデートを行うので、アップデート中でも安全に使いつづけます。アプリケーションと一緒にアップデートするようなデータの保存に向いています。

コンテナを前のバージョンに戻した場合(ロールバック)、/var/app/rollback/volumes/ のデータの前のバージョンに戻ります。

その為、アプリケーションのバージョンに依存するようなデータは /var/app/rollback/volumes/ に入れることを推奨します。

mkswu の swdesc_files (--extra-os 無し）と podman_start` の add_volumes では、相対パスはそのディレクトリをベースにします。 /var/app/rollback/volumes/myvolume は myvolume で簡潔に指定できます。

Copy-on-Write (CoW) について。

この二つの volumes ディレクトリは btrfs と呼ばれるファイルシステムに保存されています。 btrfs ではデータは Copy on Write（CoW）を使ってデータ完全性を保証しますが、その保証にはコストがあります。

数百 MB のファイルに小さな変更を頻繁に行う場合 CoW を無効化することを推奨します。 CoW を無効化されたファイルにチェックサムが入らなくなりますので、極端な場合以外に残してください。

[armadillo ~]# cd /var/app/volumes/
[armadillo /var/app/volumes]# mkdir database
[armadillo /var/app/volumes]# chattr +C database 
[armadillo /var/app/volumes]# echo example data > database/example
[armadillo /var/app/volumes]# lsattr database/ 
---------------C---- database/example

図9.12 chattr によって copy-on-write を無効化する例

	`chattr +C` でディレクトリに NoCow を設定します。これから作成されるファイルが NoCow で作成されます。すでに存在していたファイルに影響ないのでご注意ください。
	`lsattr` 確認します。リストの C の字があればファイルが「no cow」です。

9.1.2.7. コンテナの自動作成やアップデート

podman run, podman commitでコンテナを作成できますが、定期的にアップデートをする際にはコンテナの作成やアップデートを自動化できると便利です。

これを実現するために、Dockerfileとpodman buildを使います。この手順はArmadilloで実行可能です。

イメージを docker.io のイメージから作りなおします

[armadillo ~/podman-build]# cat Dockerfile
FROM docker.io/arm64v8/alpine:latest

# update & install dependencies (example: usbutils)
RUN apk upgrade && apk add usbutils && rm -f /var/cache/apk/*

# copy our application and set it to run on start
COPY my_application /my_application
ENTRYPOINT /my_application

[armadillo ~/podman-build]# podman build -t my_image:1 -t my_image:latest .
STEP 1: FROM docker.io/arm64v8/alpine:latest
STEP 2: RUN apk upgrade && apk add usbutils && rm -f /var/cache/apk/*
--> 234bf79175e
STEP 3: COPY my_application /my_application
--> 05ab31bb278
STEP 4: ENTRYPOINT /my_application
STEP 5: COMMIT my_image:latest
--> 590e3ba6d55
Successfully tagged localhost/my_image:1
Successfully tagged localhost/my_image:latest
590e3ba6d55f3e29bdef158d7283e9c4f7515567b2d3f978cfab2510dc02376b

[armadillo ~/podman-build]# podman save my_image:latest -o my_image_1.tar

図9.13 podman buildの実行例

イメージを前のバージョンからアップデートします

[armadillo podman-build-update]# cat Dockerfile
FROM localhost/my_image:latest

# update OS packages
RUN apk upgrade --no-cache

# update application
COPY my_application /my_application
$ podman build -t my_image:2 -t my_image:latest .
STEP 1: FROM localhost/my_image:latest
STEP 2: RUN apk upgrade --no-cache
--> cf1dc0d7296
STEP 3: COPY my_application /my_application
STEP 4: COMMIT my_image:latest
--> 9e9d9366072
Successfully tagged localhost/my_image:2
Successfully tagged localhost/my_image:latest
9e9d9366072751007b2e70544d76c46b95a7a5a02df658ef0fa3f7dcccf8850a

[armadillo podman-build-update]# podman save -o my_image_2.tar my_image:2

図9.14 podman buildでのアップデートの実行例

この場合、 podman_partial_image コマンドを使って、差分だけをインストールすることもできます。

[armadillo podman-build-update]# podman_partial_image -b my_image:1 \
        -o my_image_2_partial.tar my_image:2

[armadillo podman-build-update]# ls -lh
-rw-r--r-- 1 root root   88 Dec 21 15:24 Dockerfile
-rw-r--r-- 1 root root 9.4M Dec 21 15:26 my_image_1.tar
-rw-r--r-- 1 root root 9.4M Dec 21 15:26 my_image_2.tar
-rw-r--r-- 1 root root  51K Dec 21 15:26 my_image_2_partial.tar

作成した .tar アーカイブは「mkswu の desc ファイル」の swdesc_embed_container と swdesc_usb_container で使えます。

9.1.2.8. コンテナを削除する

作成済みコンテナを削除する場合は podman rm コマンドを実行します。

[armadillo ~]# podman rm my_container
d6de5881b5fb973227b84d1d74abf269ac3183aad7e18b7a9d85208632641d94
[armadillo ~]# podman ps -a
CONTAINER ID  IMAGE                            COMMAND    CREATED         STATUS                    PORTS    NAMES

図9.15 コンテナを削除する実行例

podman ps コマンドの出力結果より、コンテナが削除されていることが確認できます。 podman rm コマンドの詳細は --help オプションで確認できます。

[armadillo ~]# podman rm --help

図9.16 $ podman rm --help 実行例

9.1.2.9. イメージを削除する

podmanのイメージを削除するには podman rmi コマンドを実行します。イメージを削除するためには、そのイメージから作成したコンテナを先に削除しておく必要があります。 podman rmi コマンドにはイメージ ID を指定する必要があるため、podman images コマンドで確認します。

[armadillo ~]# podman rm my_container
[armadillo ~]# podman images
REPOSITORY                TAG        IMAGE ID      CREATED      SIZE
docker.io/library/alpine  latest     02480aeb44d7  2 weeks ago  5.62 MB
[armadillo ~]# podman rmi 02480aeb44d7
Untagged: docker.io/library/alpine:latest
Deleted: 02480aeb44d78f1a44b8791af7edf7d6e1b18707397a1dfb3ff4f21c5ce4a44f
[armadillo ~]# podman images
REPOSITORY                TAG        IMAGE ID      CREATED      SIZE

図9.17 イメージを削除する実行例

podman images コマンドの出力結果より、コンテナが削除されていることが確認できます。 podman rmi コマンドの詳細は --help オプションで確認できます。

[armadillo ~]# podman rmi --help

図9.18 podman rmi --help 実行例

SWU で転送されたイメージは podman images で Read-Only として表示されますので、 podman rmi を実行するとエラーとなります。その場合は abos-ctrl podman-rw rmi をご使用ください。 abos-ctrl podman-rw については「イメージを eMMC に保存する方法」を参照してください。

[armadillo ~]# podman images
REPOSITORY                TAG        IMAGE ID      CREATED      SIZE       R/O
docker.io/library/alpine  latest     02480aeb44d7  2 weeks ago  5.62 MB    true
[armadillo ~]# podman rmi docker.io/alpine
Error: cannot remove read-only image "02480aeb44d78f1a44b8791af7edf7d6e1b18707397a1dfb3ff4f21c5ce4a44f"
[armadillo ~]# abos-ctrl podman-rw rmi docker.io/alpine
Untagged: docker.io/library/alpine:latest
Deleted: 02480aeb44d78f1a44b8791af7edf7d6e1b18707397a1dfb3ff4f21c5ce4a44f
[armadillo ~]# podman images
REPOSITORY                TAG        IMAGE ID      CREATED      SIZE

図9.19 Read-Onlyのイメージを削除する実行例

9.1.2.10. 実行中のコンテナに接続する

実行中のコンテナに接続し、コンテナ内で指定したコマンドを実行するには podman exec コマンドを実行します。 podman exec コマンドでコンテナ内部のシェルを起動すると、コンテナ内部を操作できるようになります。ここでは、sleep infinity コマンドを実行して待ち続けるだけのコンテナを作成し、そのコンテナに対して podman exec コマンドでシェルを起動する例を示します。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/sleep_container.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
[armadillo ~]# podman_start sleep_container
Starting 'test'
f62e7a666d7156d261905c8406c72fc271534fa29e69771c76f4f6660a2da41a
[armadillo ~]# podman exec -it sleep_container sh
[container ~]# ps
PID   USER     TIME  COMMAND
    1 root      0:00 /run/podman-init -- sleep infinity
    2 root      0:00 sleep infinity
    3 root      0:00 sh
    4 root      0:00 ps

図9.20 コンテナ内部のシェルを起動する実行例

podman_start コマンドでコンテナを作成し、その後作成したコンテナ内で sh を実行しています。 sh を実行すると、コンテナ内のプロンプトが表示されコンテナ内部を操作できるようになります。上記ではコンテナ内で、ps コマンドを実行しています。コンテナ作成時に実行した sleep と podman exec で実行した sh がプロセスとして存在していることが確認できます。

コンテナ内のシェルから抜ける時は exit コマンドを実行します。

[container ~]# exit

図9.21 コンテナ内部のシェルから抜ける実行例

podman exec コマンドから抜けても、コンテナがまだ実行中です。コンテナを停止したい場合は podman stop sleep_container か podman kill sleep_container で停止して podman rm sleep_container でそのコンテナを削除してください。

podman exec コマンドの詳細は --help オプションで確認できます。

[armadillo ~]# podman exec --help

図9.22 podman exec --help 実行例

9.1.2.11. コンテナ間で通信をする

複数のコンテナを実行している環境で、それらのコンテナ間で通信を行う方法を示します。これにより、例えば SQL サーバを実行しているコンテナに対し別のコンテナから接続するといった使い方ができます。

コンテナには作成した時点でローカル IP アドレスが割り当てられるので、コンテナの名前かその IP アドレスで通信を行うことができます。

準備として、2 つのコンテナを作成します。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/my_container_1.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/my_container_2.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
[armadillo ~]# podman_start my_container_1 my_container_2
Starting 'my_container_1'
cbe0802f4e2d2fec88f4e300dabeba3b48865359dc02cbd99375b1b38c2c28eb
Starting 'my_container_2'
5e645f5e40fc096ad0bea323a00bebebbda4bd825a5e8d12103f752d8868692e

図9.23 コンテナを作成する実行例

コンテナに割り当てられた IP アドレスを確認するには podman inspect コマンドを実行します。

[armadillo ~]# podman inspect --format='{{.NetworkSettings.IPAddress}}' my_container_1
10.88.0.108
[armadillo ~]# podman inspect --format='{{.NetworkSettings.IPAddress}}' my_container_2
10.88.0.109

図9.24 コンテナの IP アドレスを確認する実行例

これらの IP アドレスを使って、一方のコンテナからもう一方のコンテナへ対し ping コマンドで疎通確認を行うことができます。

[armadillo ~]# podman exec -it my_container_1 sh
[container ~]# ping -c 2 my_container_2
PING my_container_2 (10.88.0.109): 56 data bytes
64 bytes from 10.88.0.109: seq=0 ttl=42 time=0.144 ms
64 bytes from 10.88.0.109: seq=1 ttl=42 time=0.210 ms

--- my_container_2 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 packets received, 0% packet loss
round-trip min/avg/max = 0.144/0.177/0.210 ms
[container ~]# ping -c 2 10.88.0.109
PING 10.88.0.109 (10.88.0.109): 56 data bytes
64 bytes from 10.88.0.109: seq=0 ttl=42 time=0.140 ms
64 bytes from 10.88.0.109: seq=1 ttl=42 time=0.138 ms

--- 10.88.0.109 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 packets received, 0% packet loss
round-trip min/avg/max = 0.138/0.139/0.140 ms

図9.25 ping コマンドによるコンテナ間の疎通確認実行例

このように、my_container_1(10.88.0.108) から my_container_2(10.88.0.109) への通信が確認できます。

9.1.2.12. 開発時に有用な—privilegedオプション

コンテナに、全権限と全てのデバイスへのアクセスを許可するオプション --privileged があります。このオプションを利用すると、コンテナに与えるべき最小の権限を洗い出す必要が無いため、開発時に有用です。

実運用の際、このオプションを利用することはセキュリティー上問題がある為、開発時にのみご利用ください。コンテナに必要な最低限の権限を与えることをおすすめします。

9.1.3. アットマークテクノが提供するイメージを使う

アットマークテクノは、動作確認環境として使用できる Debian ベースのイメージを提供しています。ここでは、Docker ファイルからイメージをビルドする方法と、すでにビルド済みのイメージを使う方法の 2 つについて説明します。

9.1.3.1. Docker ファイルからイメージをビルドする

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 コンテナから「Debian [VERSION] サンプル Dockerfile」ファイル (at-debian-image-dockerfile-[VERSION].tar.gz) をダウンロードします。その後 podman build コマンドを実行します。

[armadillo ~]# tar xzf at-debian-image-dockerfile-[VERSION].tar.gz
[armadillo ~]# cd at-debian-image-dockerfile-[VERSION]
[armadillo ~]# abos-ctrl podman-storage --disk
[armadillo ~]# podman build -t at-debian-image:latest .
:
: (省略)
:
[armadillo ~]# podman images
REPOSITORY                 TAG         IMAGE ID      CREATED             SIZE
localhost/at-debian-image  latest      c8e8d2d55456  About a minute ago  233 MB
docker.io/library/debian   bullseye    723b4a01cd2a  18 hours ago        123 MB

図9.26 Docker ファイルによるイメージのビルドの実行例

podman images コマンドにより at-debian-image がビルドされたことが確認できます。 library/debian イメージはベースとなっている Debian イメージです。

9.1.3.2. ビルド済みのイメージを使用する

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 コンテナから「Debian [VERSION] サンプルコンテナイメージ」ファイル (at-debian-image-[VERSION].tar) をダウンロードします。その後 podman load コマンドを実行します。

[armadillo ~]# podman load -i at-debian-image-[VERSION].tar
:
: (省略)
:
[armadillo ~]# podman images
REPOSITORY                 TAG         IMAGE ID      CREATED       SIZE
localhost/at-debian-image  [VERSION]   93a4ec873ac5  17 hours ago  233 MB
localhost/at-debian-image  latest      93a4ec873ac5  17 hours ago  233 MB

図9.27 ビルド済みイメージを load する実行例

podman images コマンドにより at-debian-image がビルドされたことが確認できます。

9.1.4. 入出力デバイスを扱う

この章では、コンテナ内で動作するアプリケーションから GPIO や I2C などの入出力デバイスを扱う方法について示します。基本的に、コンテナ内のアプリケーションからホスト OS 側のデバイスへアクセスすることはできません。このため、コンテナ内のアプリケーションからデバイスを扱うためには、コンテナ作成時に扱いたいデバイスを指定する必要があります。ここで示す方法は、扱いたいデバイスに関するデバイスツリーファイルが適切に設定されていることを前提としています。デバイスツリーファイルを設定していない場合は、適切に設定してください。

9.1.4.1. GPIO を扱う

コンテナ内で動作するアプリケーションから GPIO を扱うためには、Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側のデバイスファイル /dev/gpiochipN を渡す必要があります。以下は、/dev/gpiochip2 を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。 /dev/gpiochipN を渡すと、GPION+1 を操作することができます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/gpio_example
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_devices /dev/gpiochip2
[armadillo ~]# podman_start gpio_example
Starting 'gpio_example'
956a0fecc48d5ea1210069910f7bb48b9e90b2dadb12895064d9776dae0360b5

図9.28 GPIO を扱うためのコンテナ作成例

コンテナ内に入ってコマンドで GPIO を操作する例を以下に示します。この例では GPIO3_IO21 を操作しています。

[armadillo ~]# podman exec -it gpio_example sh
[container ~]# apk upgrade
[container ~]# apk add libgpiod
[container ~]# gpioget gpiochip2 21 
0 
[container ~]# gpioset gpiochip2 21=1

図9.29 コンテナ内からコマンドで GPIO を操作する例

	GPIO 番号 21 の値を取得します。
	取得した値を表示します。
	GPIO 番号 21 に 1(High) を設定します。

他にも、gpiodetect コマンドで認識している gpiochip をリスト表示できます。以下の例では、コンテナを作成する際に渡した /dev/gpiochip2 が認識されていることが確認できます。

[container ~]# gpiodetect
gpiochip2 [30220000.gpio] (32 lines)

図9.30 gpiodetect コマンドの実行

gpioinfo コマンドでは、指定した gpiochip の詳細な情報を表示することができます。

[container ~]# gpioinfo gpiochip2
gpiochip2 - 32 lines:
        line   0:      unnamed          "?"  output  active-high [used]
        line   1:      unnamed       unused   input  active-High
        line   2:      unnamed       unused   input  active-high
        line   3:      unnamed       unused   input  active-high
        line   4:      unnamed       unused   input  active-high
        line   5:      unnamed       unused   input  active-high
        line   6:      unnamed       unused   input  active-high
        line   7:      unnamed       unused   input  active-high
        line   8:      unnamed       unused   input  active-high
        line   9:      unnamed       unused   input  active-high
        line  10:      unnamed       unused   input  active-high
        line  11:      unnamed       unused   input  active-high
        line  12:      unnamed       unused   input  active-high
        line  13:      unnamed       unused   input  active-high
        line  14:      unnamed       unused   input  active-high
        line  15:      unnamed       unused   input  active-high
        line  16:      unnamed       unused   input  active-high
        line  17:      unnamed       unused   input  active-high
        line  18:      unnamed       unused   input  active-high
        line  19:      unnamed       unused   input  active-high
        line  20:      unnamed       unused   input  active-high
        line  21:      unnamed       unused   input  active-high
        line  22:      unnamed       unused   input  active-high
        line  23:      unnamed       unused   input  active-high
        line  24:      unnamed       unused   input  active-high
        line  25:      unnamed       unused   input  active-high
        line  26:      unnamed       unused   input  active-high
        line  27:      unnamed       unused   input  active-high
        line  28:      unnamed       unused   input  active-high
        line  29:      unnamed       unused   input  active-high
        line  30:      unnamed       unused   input  active-high
        line  31:      unnamed       unused   input  active-high

図9.31 gpioinfo コマンドの実行

C 言語プログラムから操作する場合は、GPIO 操作ライブラリである libgpiod を使用することができます。

9.1.4.2. I2C を扱う

コンテナ内で動作するアプリケーションから I2C を扱うためには、Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側のデバイスファイル /dev/i2c-N を渡す必要があります。以下は、/dev/i2c-1 を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/i2c_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_devices /dev/i2c-1
[armadillo ~]# podman_start i2c_example
Starting 'i2c_example'
efa1eb129c1f036a709755f0d53b21a0f2a39307ecae32b24aac98c0b6567bf0

図9.32 I2C を扱うためのコンテナ作成例

コンテナ内に入り、i2c-tools に含まれる i2cdetect コマンドを使ってスレーブアドレスを確認することができます。

[armadillo ~]# podman exec -it i2c_example sh
[container ~]# apk upgrade
[container ~]# apk add i2c-tools
[container ~]# i2cdetect -y 1
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:                         -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- UU -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- UU -- -- --
50: UU -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- 68 -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- 72 -- -- -- -- --

図9.33 i2cdetect コマンドによる確認例

9.1.4.3. SPI を扱う

コンテナ内で動作するアプリケーションから SPI を扱うためには、Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側のデバイスファイル /dev/spidevN.N を渡す必要があります。以下は、/dev/spidev1.0 を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/spi_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_devices /dev/spidev1.0
[armadillo ~]# podman_start spi_example
Starting 'spi_example'
45302bc9f95eef0e25c5d98acf198d96fc5bec1f83e791018cbe4221cc1f4523

図9.34 SPI を扱うためのコンテナ作成例

コンテナ内に入り、spi-tools に含まれる spi-config コマンドを使って現在の設定を確認することができます。

[armadillo ~]# podman exec -it spi_example sh
[container ~]# apk upgrade
[container ~]# apk add spi-tools
[container ~]# spi-config --device=/dev/spidev1.0 -q
/dev/spidev1.0: mode=0, lsb=0, bits=8, speed=500000, spiready=0

図9.35 spi-config コマンドによる確認例

9.1.4.4. CAN を扱う

コンテナ内で動作するアプリケーションから CAN 通信を行うためには、 Podman のイメージからコンテナを作成する際に、コンテナを実行するネットワークとして host を、権限として NET_ADMIN を指定する必要があります。以下は、ネットワークとして host を、権限として NET_ADMIN を指定して alpine イメージからコンテナを作成する例です。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/can_example.conf
set_image dockage.io/alpine
set_command sleep infinity
set_network host
add_args --cap-add=NET_ADMIN
[armadillo ~]# podman_start can_example
Starting 'can_example'
73e7dbce86e84eef337bbc5c580a747948b94b87015bb34143da341b8301c16a

図9.36 CAN を扱うためのコンテナ作成例

コンテナ内に入り、ip コマンドで CAN を有効にすることができます。以下に、設定例を示します。

[armadillo ~]# podman exec -it can_example sh
[container ~]# apk upgrade
[container ~]# apk add iproute2 
[container ~]# ip link set can0 type can bitrate 125000 
[container ~]# ip link set can0 up 
[container ~]# ip -s link show can0 
4: can0: <NOARP,UP,LOWER_UP,ECHO> mtu 16 qdisc pfifo_fast state UP mode DEFAULT
group default qlen 10
    link/can
    RX: bytes  packets  errors  dropped missed  mcast
    0          0        0       0       0       0
    TX: bytes  packets  errors  dropped carrier collsns
    0          0        0       0       0       0

図9.37 CAN の設定例

	CAN の設定のために必要な iproute2 をインストールします。すでにインストール済みの場合は不要です。
	CAN の通信速度を 125000 kbps に設定します。
	can0 インターフェースを起動します。
	can0 インターフェースの現在の使用状況を表示します。

9.1.4.5. PWM を扱う

コンテナ内で動作するアプリケーションから PWM を扱うためには、 Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側の /sys ディレクトリを渡す必要があります。デフォルト状態でもマウントされてますが、読み取り専用になって使えませんのでご注意ください。以下は、 /sys を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。ここで渡された /sys ディレクトリはコンテナ内の同じ /sys にマウントされます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/pwm_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_volumes /sys
[armadillo ~]# podman_start pwm_example
Starting 'pwm_example'
212127a8885e106e0ef7453545db3c473aef5438f000acf4b33a44d75dcd9e28

図9.38 PWM を扱うためのコンテナ作成例

コンテナ内に入り、/sys/class/pwm/pwmchipN ディレクトリ内の export ファイルに 0 を書き込むことで扱えるようになります。以下に、/sys/class/pwm/pwmchip2 を扱う場合の動作設定例を示します。

[armadillo ~]# podman exec -it pwm_example sh
[container ~]# echo 0 > /sys/class/pwm/pwmchip2/export 
[container ~]# echo 1000000000 > /sys/class/pwm/pwmchip2/pwm0/period  
[container ~]# echo 500000000 > /sys/class/pwm/pwmchip2/pwm0/duty_cycle 
[container ~]# echo 1 > /sys/class/pwm/pwmchip2/pwm0/enable

図9.39 PWM の動作設定例

	pwmchip2 を export します。
	周期を 1 秒にします。単位はナノ秒です。
	PWM の ON 時間を 0.5 秒にします。
	PWM 出力を有効にします。

9.1.4.6. シリアルインターフェースを扱う

コンテナ内で動作するアプリケーションから RS-232C や RS-485 などのシリアル通信を行うためには、 Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側のデバイスファイル /dev/ttymxcN を渡す必要があります。以下は、/dev/ttymxc0 を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/serial_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_devices /dev/ttymxc0
[armadillo ~]# podman_start serial_example
Starting 'serial_example'
3999f09d51253371cacffd68967c90fdd5250770888a82f59d7810b54fcc873e

図9.40 シリアルインターフェースを扱うためのコンテナ作成例

コンテナ内に入り、setserial コマンドを使って現在の設定を確認することができます。

[armadillo ~]# podman exec -it serial_example sh
[container ~]# setserial -a /dev/ttymxc0
/dev/ttymxc0, Line 0, UART: undefined, Port: 0x0000, IRQ: 29
        Baud_base: 5000000, close_delay: 50, divisor: 0
        closing_wait: 3000
        Flags: spd_normal

図9.41 setserial コマンドによるシリアルインターフェイス設定の確認例

9.1.4.7. USB を扱う

コンテナ内で動作するアプリケーションから USB 接続のデバイスを扱うための方法について示します。

USB シリアルデバイスを扱う

USB シリアルデバイスをコンテナ内から扱う場合には、Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側の /dev/ttyUSBN を渡す必要があります。以下は、 /dev/ttyUSB0 を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/usb_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_devices /dev/ttyUSB0
[armadillo ~]# podman_start usb_example
Starting 'usb_example'
34cb0e60d6274ac1df87aed58a461bcf56d0c117c4d377af130605ea399e0950

図9.42 USB シリアルデバイスを扱うためのコンテナ作成例

コンテナ内に入り、setserial コマンドを使って現在の設定を確認することができます。

[armadillo ~]# podman exec -it usb_example sh
[container ~]# setserial -a /dev/ttyUSB0
/dev/ttyUSB0, Line 0, UART: unknown, Port: 0x0000, IRQ: 0
        Baud_base: 24000000, close_delay: 0, divisor: 0
        closing_wait: infinite
        Flags: spd_normal

図9.43 setserial コマンドによるUSBシリアルデバイス設定の確認例

USB カメラを扱う

USB カメラをコンテナ内から扱う場合には、Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側の /dev/videoN を渡す必要があります。以下は、 /dev/video3 を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/usbcam_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_devices /dev/video3
[armadillo ~]# podman_start usbcam_example
Starting 'usbcam_example'
ffe06090b45826cc0b1c7710e9e850ba9521d36b70de4288d0dfe1fe91a35632
[armadillo ~]# podman exec -it usbcam_example sh
[container ~]# ls /dev/video3
/dev/video3

図9.44 USB カメラを扱うためのコンテナ作成例

GStreamer などのマルチメディアフレームワークと組み合わせることで、USB カメラからの映像のキャプチャが可能となります。

USB メモリを扱う

ここでは、USB メモリを扱う方法について 2 つの例を示します。

ホスト OS 側でマウントした USB メモリをコンテナから扱う

あらかじめホスト OS 側でマウントしてある USB メモリをコンテナから扱う場合には、Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側で USB メモリをマウントしてるディレクトリを渡す必要があります。

[armadillo ~]# mount -t vfat /dev/sda1 /mnt
[armadillo ~]# echo test >> /mnt/sample.txt
[armadillo ~]# ls /mnt
sample.txt

図9.45 USB メモリをホスト OS 側でマウントする例

上記の例では、USB メモリを /mnt にマウントしました。以下は、 /mnt を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/usbmem_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_volumes /mnt
[armadillo ~]# podman_start usbmem_example
Starting 'usbmem_example'
ef77d4bfd5b04f3b8b5ddcb5bfac321304fa64219a4b88c3130e45e5a14e1b3e

図9.46 ホスト OS 側でマウント済みの USB メモリを扱うためのコンテナ作成例

ホスト OS 側の /mnt ディレクトリをコンテナ内の /mnt にマウントしています。これにより、コンテナ内からも /mnt ディレクトリを通して USB メモリを扱うことができます。

[armadillo ~]# podman exec -it usbmem_example sh
[container ~]# ls /mnt
sample.txt
[container ~]# cat /mnt/sample.txt
test

図9.47 USB メモリに保存されているデータの確認例

USB メモリをコンテナ内からマウントする

USB メモリをコンテナ内からマウントして扱う場合には、Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側の /dev ディレクトリを渡すと同時に、適切な権限も渡す必要があります。以下は、 /dev を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。権限として SYS_ADMIN と SYS_RAWIO も渡しています。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/usbmem_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_args --cap-add=SYS_ADMIN
add_devices /dev/sda1
[armadillo ~]# podman_start usbmem_example
Starting 'usbmem_example'
387a2256530e9b35b5361ca681a99fba8f46d78b6a6cb8ecd60096246b9198a8

図9.48 USB メモリをマウントするためのコンテナ作成例

コンテナ内に入り、mount コマンドで USB メモリを /mnt にマウントし、保存されているデータを確認することができます。

[armadillo ~]# podman exec -it usbmem_example sh
[container ~]# mount /dev/sda1 /mnt
[container ~]# ls /mnt
sample.txt
[container ~]# cat /mnt/sample.txt
test

図9.49 コンテナ内から USB メモリをマウントする例

USB デバイスのホットプラグに対応する

通常、コンテナ内から USB デバイスを扱うためには、あらかじめ Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 本体に USB デバイスを接続した状態で、コンテナを起動する必要があります。コンテナ起動後に USB デバイスを接続して認識させるためには、/dev を volume としてコンテナ内にマウントする必要があります。以下は、 volume として /dev を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。イベントの通知のために --net=host も渡す必要があります。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/usbhotplug_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_volumes /dev
set_network host
[armadillo ~]# podman_start usbhotplug_example
Starting 'usbhotplug_example'
54b83ebf49db906af38501ff1fcb85eee8258a31d37ca5d0eed7ff6f9ed5b72c

図9.50 USB デバイスのホットプラグに対応する例

9.1.4.8. RTC を扱う

コンテナ内から RTC を扱うためには、Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側のデバイスファイル /dev/rtcN を渡すと同時に、RTC への時刻の設定を行うための権限も渡す必要があります。以下は、/dev/rtc0 を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。権限として SYS_TIME も渡しています。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/rtc_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_args --cap-add=SYS_TIME
add_devices /dev/rtc0
[armadillo ~]# podman_start rtc_example
Starting 'rtc_example'
025209e0d96f43c2911239a8397b7002c3eaab057e031d8abb765df5707d75bd

図9.51 RTC を扱うためのコンテナ作成例

コンテナ内に入り、hwclock コマンドで RTC の時刻表示と設定ができます。

[armadillo ~]# podman exec -it rtc_example sh
[container ~]# hwclock 
Thu Feb 18 05:14:37 2021  0.000000 seconds
[container ~]# date --set "2021-04-01 09:00:00" 
Thu Apr  1 09:00:00 UTC 2021
[container ~]# hwclock --systohc 
[container ~]# hwclock 
Thu Apr  1 09:00:28 2021  0.000000 seconds

図9.52 hwclock コマンドによるRTCの時刻表示と設定例

	RTC に設定されている現在時刻を表示します。
	システム時刻を 2021 年 4 月 1 日 9 時 0 分 0 秒に設定します。
	システム時刻を RTC に反映させます。
	RTC に設定されている時刻が変更されていることを確認します。

9.1.4.9. 音声出力を行う

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 に接続したスピーカーなどの音声出力デバイスへコンテナ内から音声を出力するためには、 Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側のデバイスファイル /dev/snd を渡す必要があります。以下は、/dev/snd を渡して debian イメージからコンテナを作成する例です。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/snd_example.conf
set_image localhost/at-debian-image
set_command sleep infinity
add_devices /dev/snd
[armadillo ~]# podman_start snd_example
Starting 'snd_example'
b921856b504e9f0a3de2532485d7bd9adb1ff63c2e10bfdaccd1153fd36a3c1d

図9.53 音声出力を行うためのコンテナ作成例

コンテナ内に入り、alsa-utils などのソフトウェアで音声出力を行えます。

[armadillo ~]# podman exec -it snd_example /bin/bash
[container ~]# apt update && apt upgrade
[container ~]# apt install alsa-utils 
[container ~]# /etc/init.d/alsa-utils start 
[container ~]# aplay -D hw:N,M [ファイル名]

図9.54 alsa-utils による音声出力を行う例

	alsa-utils をインストールします。
	alsa-utils を起動します。
	指定したファイル名の音声ファイルを再生します。

aplay の引数にある、M は音声を出力したい CARD 番号、N はデバイス番号を表しています。 CARD 番号とデバイス番号は、aplay コマンドに -l オプションを与えることで確認できます。

9.1.4.10. ユーザースイッチのイベントを取得する

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 にはユーザースイッチが実装されています。これらのスイッチのプッシュ/リリースイベントを取得するためには、 Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側の /dev/input ディレクトリを渡す必要があります。以下は、/dev/input を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。ここで渡された /dev/input ディレクトリはコンテナ内の /dev/input にマウントされます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/sw_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_devices /dev/input
[armadillo ~]# podman_start sw_example
Starting 'sw_example'
c0cd8b801883266197a3c20552b0e8b6c7dd473bb0b24e05bf3ecdb581c822b9

図9.55 ユーザースイッチのイベントを取得するためのコンテナ作成例

コンテナ内に入り、evtest コマンドでイベントを確認できます。

[armadillo ~]# podman exec -it sw_example sh
[container ~]# apk upgrade
[container ~]# apk add evtest
[container ~]# evtest /dev/input/event1
Input driver version is 1.0.1
Input device ID: bus 0x19 vendor 0x1 product 0x1 version 0x100
Input device name: "gpio-keys"
Supported events:
  Event type 0 (EV_SYN)
  Event type 1 (EV_KEY)
    Event code 28 (KEY_ENTER)
Properties:
Testing ... (interrupt to exit)
Event: time 1612849227.554456, type 1 (EV_KEY), code 28 (KEY_ENTER), value 1  
Event: time 1612849227.554456, -------------- SYN_REPORT ------------
Event: time 1612849229.894444, type 1 (EV_KEY), code 28 (KEY_ENTER), value 0  
Event: time 1612849229.894444, -------------- SYN_REPORT ------------

図9.56 evtest コマンドによる確認例

	SW1のボタンプッシュイベントを検出したときの表示
	SW1のボタンリリースイベントを検出したときの表示

9.1.4.11. LED を扱う

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 には LED が実装されています。これらの LED を扱うためには、 Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側の /sys ディレクトリを渡す必要があります。以下は、/sys を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。ここで渡された /sys ディレクトリはコンテナ内の /sys にマウントされます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/led_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_volumes /sys
[armadillo ~]# podman_start led_example
Starting 'led_example'
c770f76d7714f4cceb1229be2240382bded236c2c51bb6b866bc0098c2cb987a

図9.57 LED を扱うためのコンテナ作成例

コンテナ内に入り、brightness ファイルに値を書き込むことで LED の点灯/消灯を行うことができます。 0 を書き込むと消灯、0 以外の値 (1〜255) を書き込むと点灯します。

[armadillo ~]# podman exec -it led_example sh
[container ~]# echo 0 > /sys/class/leds/led1/brightness
[container ~]# echo 1 > /sys/class/leds/led1/brightness

図9.58 LED の点灯/消灯の実行例

9.1.5. 近距離通信を行う

この章では、コンテナ内から近距離通信デバイスを扱う方法について示します。

9.1.5.1. Bluetooth デバイスを扱う

コンテナ内から Bluetooth デバイスを扱うためには、Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側のデバイスファイル /dev/ttymxcN を渡すと同時にネットワークとして host を、権限として NET_ADMIN を渡す必要があります。 /dev/ttymxcN は Bluetooth 通信で使用するように設定したシリアルデバイスを指定してください。以下は、/dev/ttymxc0 を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/bt_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
set_network host
add_devices /dev/ttymxc0
add_args --cap-add=NET_ADMIN
[armadillo ~]# podman_start bt_example
Starting 'bt_example'
45fe1eb6b25529f0c84cd4b97ca1aef8451785fc9a87a67d54873c1ed45b70a4

図9.59 Bluetooth デバイスを扱うためのコンテナ作成例

コンテナ内で必要なソフトウェアをインストールして、Bluetooth を起動します。 btattach コマンドの引数にはコンテナ作成時に渡した ttymxc を設定してください。

[armadillo ~]# podman exec -it bt_example sh
[container ~]# apk upgrade
[container ~]# apk add bluez dbus
[container ~]# /usr/bin/dbus-daemon --system
[container ~]# /usr/lib/bluetooth/bluetoothd &
[container ~]# btattach -B /dev/ttymxc0 -S 115200 &

図9.60 Bluetooth を起動する実行例

これにより、bluetoothctl で Bluetooth 機器のスキャンやペアリングなどが行えるようになります。以下に、bluetoothctl コマンドで周辺機器をスキャンしてペアリングを行う例を示します。

[container ~]# bluetoothctl
Agent registerd
[..CHG..] Controller XX:XX:XX:XX:XX:XX Pairable: yes
[bluetooth]# power on 
Changing power on succeeded
[..CHG..] Controller XX:XX:XX:XX:XX:XX Powered: yes
[bluetooth]# scan on 
Discovery started
[..CHG..] Controller XX:XX:XX:XX:XX:XX Discovering: yes
[..NEW..] Device AA:AA:AA:AA:AA:AA AA-AA-AA-AA-AA-AA
[..NEW..] Device BB:BB:BB:BB:BB:BB BB-BB-BB-BB-BB-BB
[..NEW..] Device CC:CC:CC:CC:CC:CC CC-CC-CC-CC-CC-CC
[..NEW..] Device DD:DD:DD:DD:DD:DD DD-DD-DD-DD-DD-DD
[..NEW..] Device EE:EE:EE:EE:EE:EE EE-EE-EE-EE-EE-EE
[bluetooth]# pair AA:AA:AA:AA:AA:AA 
[bluetooth]# exit 
[container ~]#

図9.61 bluetoothctl コマンドによるスキャンとペアリングの例

	コントローラを起動します。
	周辺機器をスキャンします。
	ペアリングしたい機器の MAC アドレスを指定してペアリングします。
	exit で bluetoothctl のプロンプトを終了します。

9.1.5.2. Wi-SUN デバイスを扱う

ここでは、Wi-SUN デバイスが UART で接続されている場合の例を示します。この場合、コンテナ内で動作するアプリケーションから Wi-SUN デバイスで通信を行うためには、 Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側のデバイスファイル /dev/ttymxcN のうち、 Wi-SUN と対応するものを渡す必要があります。以下は、/dev/ttymxc0 を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/wisun_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_devices /dev/ttymxc0
[armadillo ~]# podman_start wisun_example
Starting 'wisun_example'
ef9a5a2f7eee4236cb28c1fbf5090a6f0db9d6dfe7f3a34573867e0833dd3122
[armadillo ~]# podman exec -it wisun_example sh
[container ~]# ls /dev/ttymxc0
/dev/ttymxc0

図9.62 Wi-SUN デバイスを扱うためのコンテナ作成例

コンテナ内から、/dev/ttymxc0 を使って Wi-SUN データの送受信ができるようになります。

9.1.5.3. EnOcean デバイスを扱う

ここでは、EnOcean デバイスが UART で接続されている場合の例を示します。この場合、コンテナ内で動作するアプリケーションから EnOcean デバイスで通信を行うためには、 Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側のデバイスファイル /dev/ttymxcN のうち、 EnOcean と対応するものを渡す必要があります。以下は、/dev/ttymxc0 を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/enocean_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_deivces /dev/ttymxc0
[armadillo ~]# podman_start enocean_example
Starting 'enocean_example'
a808b491a100f9078d8c72a7b36966d9182614f3657fe054fb8d7f87b0d4b31c
[armadillo ~]# podman exec -it enocean_example sh
[container ~]# ls /dev/ttymxc0
/dev/ttymxc0

図9.63 EnOcean デバイスを扱うためのコンテナ作成例

コンテナ内から、/dev/ttymxc0 を使って EnOcean データの送受信ができるようになります。

9.1.6. ネットワークを扱う

この章では、コンテナ内のネットワークを扱う方法について示します。

9.1.6.1. コンテナの IP アドレスを確認する

基本的にコンテナの IP アドレスは Podman イメージからコンテナを作成したときに自動的に割り振られます。コンテナに割り振られている IP アドレスはホスト OS 側からは podman inspect コマンドを用いて、以下のように確認することができます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/net_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
[armadillo ~]# podman_start net_example
Starting 'net_example'
48ae479af65445674323567c17c5418dd4624292351e061bd2bd8a0add4cf150
[armadillo ~]# podman inspect --format '{{ .NetworkSettings.IPAddress }}' net_example
10.88.0.17

図9.64 コンテナの IP アドレス確認例

コンテナ内の ip コマンドを用いて確認することもできます。

[armadillo ~]# podman exec net_example ip addr show eth0
3: eth0@if8: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue state UP
    link/ether xx:xx:xx:xx:xx:xx brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.88.0.17/16 brd 10.88.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::40e5:98ff:feec:4b17/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever

図9.65 ip コマンドを用いたコンテナの IP アドレス確認例

9.1.6.2. コンテナに固定 IP アドレスを設定する

podman はデフォルトで 10.88.0.0/16 を使います。

他に使用しているIPアドレスと被った場合等はコンテナに別のIPアドレスを設定してください。

コンテナに固定 IP アドレスを設定するためには、最初にユーザ定義のネットワークを作成する必要があります。以下に 192.168.1.0/24 にユーザ定義のネットワークを作成する例を示します。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/my_network.conf
set_type network
set_subnet 192.168.1.0/24
[armadillo ~]# podman_start my_network
Creating network 'my_network'
my_network

図9.66 ユーザ定義のネットワーク作成例

コンテナを作成する際に、上記で作成したネットワークと設定したい IP アドレスを渡すことで、コンテナの IP アドレスを固定することができます。以下の例では、IPアドレスを 192.168.1.10 に固定します。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/network_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
set_network my_network
set_ip 192.168.1.10
[armadillo ~]# podman_start network_example
Starting 'network_example'
3ea8c9031bf833228908bd73d8929b1d543b189b436c218e0634e0d39409e100

図9.67 IP アドレス固定のコンテナ作成例

コンテナの IP アドレスが、192.168.1.10 に設定されていることが確認できます。

[armadillo ~]# podman inspect --format '{{ .NetworkSettings.Networks.my_network.IPAddress }}' network_example
192.168.1.10

図9.68 コンテナの IP アドレス確認例

9.1.7. サーバを構築する

この章では、コンテナ内で様々なサーバを構築する方法について示します。この章で取り上げているサーバは alpine の apk コマンドでインストールすることが可能です。

9.1.7.1. HTTP サーバを構築する

ここでは、HTTP サーバとして Apache と lighttpd の 2 種類を使用する場合について説明します。

Apache を使用する

alpine イメージからコンテナを作成し、そのコンテナ内に Apache をインストールします。コンテナ作成の際に、ホスト OS の 8080 番ポートをコンテナ内の 80 番ポートに転送する指定を行っています。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/apache_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_ports 8080:80
[armadillo ~]# podman_start apache_example
Starting 'apache_example'
ea0a1ed9c2fe170a6db02e480300467510f4e844900efb35c7a24cc1a8653af2
[armadillo ~]# podman exec -it apache_example sh
[container ~]# apk upgrade && apk add apache2
[container ~]# httpd
AH00558: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 10.88.0.2. Set the 'ServerName' directive globally to suppress this message

図9.69 コンテナに Apache をインストールする例

他の PC などの Web ブラウザから、ホスト OS の IP アドレスの 8080 番ポートに接続すると、動作確認用ページが表示されます。デフォルトでは、/var/www/localhost/htdocs ディレクトリにファイルを置くことで Web ブラウザから閲覧できます。 Apache の詳細な設定は、/etc/apache2 ディレクトリにある設定ファイルを編集することで変更可能です。

lighttpd を使用する

alpine イメージからコンテナを作成し、そのコンテナ内に lighttpd をインストールします。コンテナ作成の際に、ホスト OS の 8080 番ポートをコンテナ内の 80 番ポートに転送する指定を行っています。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/lighttpd_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_ports 8080:80
[armadillo ~]# podman_start lighttpd_example
Starting 'lighttpd_example'
fd7ea338d09c5e8962654ed54bba17fb6a9ed4fca1b344e350bbf8f943d2f12b
[armadillo ~]# podman exec -it lighttpd_example sh
[container ~]# apk upgrade && apk add lighttpd
[container ~]# echo "<html><body>It works!</body></html>" > /var/www/localhost/htdocs/index.html
[container ~]# lighttpd -f /etc/lighttpd/lighttpd.conf

図9.70 コンテナに lighttpd をインストールする例

lighttpd はデフォルトでは動作確認用ページが用意されていないため、上記の手順では簡単なページを /var/www/localhost/htdocs ディレクトリの下に配置しています。他の PC などの Web ブラウザから、ホスト OS の IP アドレスの 8080 番ポートに接続すると表示されます。 lighttpd の詳細な設定は、/etc/lighttpd ディレクトリにある設定ファイルを編集することで変更可能です。

9.1.7.2. FTP サーバを構築する

ここでは、FTP サーバとして vsftp を使用する場合について説明します。 alpine イメージからコンテナを作成し、そのコンテナ内に vsftpd をインストールします。コンテナ作成の際に、FTP 通信で使用するポートについてホスト OS 側からコンテナ内のポートに転送する指定と、コンテナ内の環境変数として PASV_ADDRESS にホスト OS 側の IP アドレスの指定を行っています。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/ftp_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_ports 21:21 21100-21110:21100-21110
add_args --env=PASV_ADDRESS=<ホストの IP アドレス>
[armadillo ~]# podman_start ftp_example
Starting 'ftp_example'
efcf1ba752c2db9ae1a33ac11af3be71d95ac7b737ce9734730ebca602e57796
[armadillo ~]# podman exec -it ftp_example sh
[container ~]# apk upgrade && apk add vsftpd

図9.71 コンテナに vsftpd をインストールする例

コンテナ内にユーザアカウントを作成し、このユーザで ftp ログインできるようにします。

[container ~]# adduser atmark
Changing password for atmark
New password: （パスワードを入力）
Retype password: （パスワードを入力）
passwd: password for atmark changed by root

図9.72 ユーザを追加する例

作成したユーザで ftp ログインできるように、vsftpd の設定ファイルを編集します。

[container ~]# sed -i -e 's/anonymous_enable=YES/#anonymous_enable=YES/g' /etc/vsftpd/vsftpd.conf
[container ~]# sed -i -e 's/#local_enable=YES/local_enable=YES/g' /etc/vsftpd/vsftpd.conf
[container ~]# sed -i -e 's/#write_enable=YES/write_enable=YES/g' /etc/vsftpd/vsftpd.conf
[container ~]# echo "pasv_enable=YES" >> /etc/vsftpd/vsftpd.conf
[container ~]# echo "pasv_min_port=21100" >> /etc/vsftpd/vsftpd.conf
[container ~]# echo "pasv_max_port=21110" >> /etc/vsftpd/vsftpd.conf
[container ~]# echo "pasv_address=$PASV_ADDRESS" >> /etc/vsftpd/vsftpd.conf

図9.73 設定ファイルの編集例

編集した設定ファイルを指定して vftpd を起動することにより、ftp 接続可能となります。 ftp ログイン時のアカウントは前述の手順で作成したものを使用します。

[container ~]# vsftpd /etc/vsftpd/vsftpd.conf

図9.74 vsftpd の起動例

9.1.7.3. Samba サーバを構築する

ここでは、Samba サーバの構築方法について説明します。 alpine イメージからコンテナを作成し、そのコンテナ内に samba をインストールします。コンテナ作成の際に、samba で使用するポートについてホスト OS 側からコンテナ内のポートに転送する指定を行っています。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/smb_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_ports 139:139 445:445
[armadillo ~]# podman_start smb_example
Starting 'smb_example'
6d81c01fe27b5a92ee6ea69de2f9a8dbb569d420c2f5f630ece1966c81824a1f
[armadillo ~]# podman exec -it smb_example sh
[container ~]# apk upgrade && apk add samba

図9.75 コンテナに samba をインストールする例

コンテナ内にユーザアカウントを作成し、このユーザで samba にログインできるようにします。

[container ~]# adduser atmark
Changing password for atmark
New password: （パスワードを入力）
Retype password: （パスワードを入力）
passwd: password for atmark changed by root
[container ~]# pdbedit -a atmark
new password: （パスワードを入力）
retype new password: （パスワードを入力）

図9.76 ユーザを追加する例

samba を起動すると、前述の手順で作成したユーザアカウントで他の PC などからログインすることができます。

[container ~]# smbd

図9.77 samba の起動例

共有するディレクトリの指定などの詳細設定は /etc/samba/smb.conf ファイルを編集することで変更可能です。

9.1.7.4. SQL サーバを構築する

ここでは、RDMS として sqlite を使用する場合について説明します。 alpine イメージからコンテナを作成し、そのコンテナ内に sqlite をインストールします。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/sqlite_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_volumes /var/app/volumes/sqlite_db:/db
[armadillo ~]# podman_start sqlite_example
Starting 'sqlite_example'
114c5f1dbb7e81293dcb8fbe0c600b861626375b14cfe4023761acaa84fdcad1
[armadillo ~]# podman exec -it sqlite_example sh
[container ~]# apk upgrade && apk add sqlite

図9.78 コンテナに sqlite をインストールする例

コンテナ内に入り、sqlite3 コマンドを実行すると sqlite のプロンプトが表示されデータベースの操作ができるようになります。

[container ~]# sqlite3 /db/mydb.sqlite
SQLite version 3.34.1 2021-01-20 14:10:07
Enter ".help" for usage hints.
sqlite>

図9.79 sqlite の実行例

9.1.8. 画面表示を行う

この章では、コンテナ内で動作するアプリケーションから Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 に接続されたディスプレイに出力を行う方法について示します。

9.1.8.1. Wayland を扱う

コンテナ内から、Wayland のコンポジタである weston を起動し画面表示を行う例を示します。ここではアットマークテクノが提供するイメージからコンテナを作成します。このイメージに関しては「アットマークテクノが提供するイメージを使う」を参照してください。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/wayland_example.conf
set_image localhost/at-debian-image:latest
add_args --env=XDG_RUNTIME_DIR=/tmp 
add_devices /dev/dri /dev/galcore /dev/tty7 
add_devices /dev/input 
add_volumes /run/udev:/run/udev:ro 
add_volumes /opt/firmware:/opt/firmware:ro 
add_args --cap-add=SYS_TTY_CONFIG 
set_command weston --tty 7 
[armadillo ~]# podman_start wayland_example
Starting 'wayland_example'
654fe87422f85e8835b00761071347bafa632f969645db5fa835c88e2a55e2cc

図9.80 Wayland を扱うためのコンテナ作成例

	weston の実行に必要な環境変数を設定します。
	画面描画に必要なデバイスを設定します。
	キーボードやマウスなどを使用可能にするためのデバイスを設定します。
	ホスト OS 側の /run/udev をコンテナ内からマウントするように設定します。
	ホスト OS 側の /opt/firmware をコンテナ内からマウントするように設定します。
	tty を操作するための権限を設定します。
	weston を起動します。ここで設定する tty は `add_devices` の tty7 を使います。

次に、以下のように weston を起動します。オプションである --tty に設定する値は、コンテナ作成時に渡した tty の数字にします。

[armadillo ~]# podman logs wayland_example
Date: 2021-11-21 UTC
[23:46:52.823] weston 9.0.0
               https://wayland.freedesktop.org
               Bug reports to: https://gitlab.freedesktop.org/wayland/weston/issues/
               Build: lf-5.10.35-2.0.0-rc2-0-g230e9bc+
[23:46:52.825] Command line: weston --tty=7
[23:46:52.825] OS: Linux, 5.10.52-1-at, #2-Alpine SMP PREEMPT Thu Nov 18 09:10:13 UTC 2021, aarch64
[23:46:52.826] Using config file '/etc/xdg/weston/weston.ini'
[23:46:52.829] Output repaint window is 16 ms maximum.
[23:46:52.831] Loading module '/usr/lib/aarch64-linux-gnu/libweston-9/drm-backend.so'
[23:46:52.897] initializing drm backend
[23:46:52.897] logind: not running in a systemd session
[23:46:52.897] logind: cannot setup systemd-logind helper (-2), using legacy fallback
[23:46:52.902] using /dev/dri/card1
[23:46:52.902] DRM: supports atomic modesetting
[23:46:52.902] DRM: does not support GBM modifiers
[23:46:52.902] DRM: supports picture aspect ratio
[23:46:52.903] Loading module '/usr/lib/aarch64-linux-gnu/libweston-9/g2d-renderer.so'
[23:46:52.982] event1  - gpio-keys: is tagged by udev as: Keyboard
[23:46:52.983] event1  - gpio-keys: device is a keyboard
[23:46:52.986] event0  - audio-hdmi HDMI Jack: is tagged by udev as: Switch
[23:46:53.027] event0  - not using input device '/dev/input/event0'
[23:46:53.066] libinput: configuring device "gpio-keys".
[23:46:53.067] DRM: head 'LVDS-1' found, connector 39 is connected, EDID make 'unknown', model 'unknown', serial 'unknown'
[23:46:53.067] DRM: head 'HDMI-A-1' found, connector 40 is disconnected.
[23:46:53.067] Registered plugin API 'weston_drm_output_api_v1' of size 24
[23:46:53.067] Compositor capabilities:
               arbitrary surface rotation: yes
               screen capture uses y-flip: yes
               presentation clock: CLOCK_MONOTONIC, id 1
               presentation clock resolution: 0.000000001 s
[23:46:53.070] Loading module '/usr/lib/aarch64-linux-gnu/weston/desktop-shell.so'
[23:46:53.073] launching '/usr/libexec/weston-keyboard'
[23:46:53.079] Loading module '/usr/lib/aarch64-linux-gnu/libweston-9/xwayland.so'
[23:46:53.210] Registered plugin API 'weston_xwayland_v1' of size 32
[23:46:53.210] Registered plugin API 'weston_xwayland_surface_v1' of size 16
[23:46:53.210] xserver listening on display :0
[23:46:53.211] launching '/usr/libexec/weston-desktop-shell'
[armadillo ~]# podman exec -ti wayland_example bash
[container ~]# weston-terminal

図9.81 コンテナ内で weston を起動したログの出力とアプリケーションの実行例

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 に接続しているディスプレイ上に、デスクトップ画面が表示されます。

weston の設定

アットマークテクノが提供するイメージでは、weston の設定ファイルは /etc/xdg/weston/weston.ini に配置してあります。

[container ~]# cat /etc/xdg/weston/weston.ini
[core]
idle-time=0
use-g2d=1
xwayland=true
repaint-window=16

[shell]
panel-position=none

[output]
name=HDMI-A-1
mode=1920x1080 

[output]
name=LVDS-1
mode=off

図9.82 weston.ini

この行でHDMIモニタに出力する画像の解像度指定を行うことができます。初期値は1920x1080です。

weston.ini で解像度を指定しない場合や、指定した解像度にモニタが対応していない場合は、モニタが対応している別な解像度に自動的に切り替わります。その場合、意図しない解像度で描画されることがあります。 GUIアプリケーションの描画の乱れにつながる場合がありますので、予め使用するモニタに合わせて解像度を指定しておくことをお勧めします。

設定ファイルを更新するにはコンテナイメージを新しく保存することもできますが、ボリュームを使ってこのファイルだけを更新することができます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/wayland_example.conf
...
add_volumes weston_conf:/etc/xdg/weston 
[armadillo ~]# mkdir /var/app/rollback/volumes/weston_conf
[armadillo ~]# cp weston.ini /var/app/rollback/volumes/weston_conf/ 
[armadillo ~]# podman_start wayland_example 
Starting 'wayland_example'
654fe87422f85e8835b00761071347bafa632f969645db5fa835c88e2a55e2cc
7a1e74510b14012110bfc4daf6f56cb0554378f513bc77554016b616e7452d58
[armadillo ~]# persist_file -v /etc/atmark/containers/wayland_example.conf 
'/etc/atmark/containers/wayland_example.conf' -> '/mnt/etc/atmark/containers/wayland_example.conf'

図9.83 weston.ini をボリュームで渡す実行例

	コンフィグファイルにボリュームを追加します。 `weston_conf` は相対パスなので `/var/app/rollback/volumes/weston_conf` がマウントされます。ボリュームの選択については「コンテナの変更を保存する」を参照ください。
	コンフィグをコピーします。
	コンテナを再起動させます。
	動作確認ができた後にコンフィグファイルを保存します。

weston の運用

コンテナの管理として、一つのコンテナで一つのアプリケーションを動かす事を推奨します。

一つのコンテナでwestonを起動して、 XDG_RUNTIME_DIRを共有することで別のコンテナでwestonを使用するアプリケーションを起動させることは以下のコンフィグで可能です。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/weston.conf 
set_image localhost/at-debian-image:latest
add_devices /dev/dri /dev/galcore /dev/input /dev/tty7
add_volumes /run/udev:/run/udev:ro /opt/firmware:/opt/firmware:ro
add_volumes /tmp/xdg_home:/run/xdg_home
add_args --env=XDG_RUNTIME_DIR=/run/xdg_home 
add_args --cap-add=SYS_TTY_CONFIG
set_command weston --tty=7
[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/detect_object.conf 
set_image localhost/at-debian-image:latest
add_devices /dev/galcore /dev/video3
add_volumes /opt/firmware:/opt/firmware:ro /tmp/xdg_home:/run/xdg_home
set_restart always 
add_args --env=XDG_RUNTIME_DIR=/run/xdg_home
set_command /root/start_detect_object.sh
[armadillo ~]# podman_start weston 
[armadillo ~]# podman_start detect_object

	westonの設定ファイルを作成します。
	XDG_RUNTIME_DIR を `volume` で共有して、同じディレクトリを使います。
	例としてdetect_objectという名前のクライアントの設定ファイルを作成します。ここでは任意の名前を設定できます。
	アプリケーションによっては、westonが異常終了した時にエラーを出力しない場合があるため、`set_restart always` にします。
	確認のためコンテナを手動で起動します。

ユーザを指定して weston を起動する

アットマークテクノが提供するイメージ at-debian-image にはデフォルトで atmark ユーザが存在しています。 at-weston-launch コマンドを使うと、 root ユーザではなく atmark ユーザで weston を起動することができます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/weston.conf 
set_image localhost/at-debian-image:latest
add_devices /dev/dri /dev/galcore /dev/input /dev/tty7 
add_volumes /run/udev:/run/udev:ro /opt/firmware:/opt/firmware:ro
add_volumes /tmp/xdg_home:/run/xdg_home
add_args --env=XDG_RUNTIME_DIR=/run/xdg_home
add_args --cap-add=SYS_TTY_CONFIG
set_command at-weston-launch --tty /dev/tty7 --user atmark 
[armadillo ~]# podman_start weston

	westonの設定ファイルを作成します。
	使用する tty として /dev/tty7 を追加します。
	at-weston-launch コマンドのオプションとして使用する tty とユーザ名を渡します。
	確認のためコンテナを手動で起動します。

--tty と --user を指定しなかった場合は、デフォルトで /dev/tty7 と atmark ユーザが使われます。

スクリーンショットを保存する

weston を起動する際に、--debug オプションを渡すと weston-screenshooter コマンドでスクリーンショットを保存することができます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/weston.conf 
set_image localhost/at-debian-image:latest
add_devices /dev/dri /dev/galcore /dev/input /dev/tty7
add_volumes /run/udev:/run/udev:ro /opt/firmware:/opt/firmware:ro
add_volumes /tmp/xdg_home:/run/xdg_home
add_args --env=XDG_RUNTIME_DIR=/run/xdg_home
add_args --cap-add=SYS_TTY_CONFIG
set_command weston --tty=7 --debug 
[armadillo ~]# podman_start weston 
[armadillo ~]# podman exec -it weston /bin/bash 
[container ~]# weston-screenshooter 
[container ~]# ls
wayland-screenshot-[date].png

	westonの設定ファイルを作成します。
	--debug オプションを渡します。
	確認のためコンテナを手動で起動します。
	起動した weston コンテナ内で /bin/bash を起動してログインします。
	weston-screenshooter コマンドを実行します。
	カレントディレクトリ内に wayland-screenshot-[date].png というファイル名で保存されます。


	--debug オプションは開発時にのみ使用してください。正式運用時の使用は非推奨です。


	Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 にキーボードを接続している場合は、--debug オプションを渡さなくても Windows キー + s を押下することによりスクリーンショットを保存することができます。この場合、スクリーンショットはコンテナ内の /proc/[weston の PID]/cwd 下に保存されます。

9.1.8.2. X Window System を扱う

コンテナ内から、X Window System を起動し画面表示を行う例を示します。ここではアットマークテクノが提供するイメージからコンテナを作成します。このイメージに関しては「アットマークテクノが提供するイメージを使う」を参照してください。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/x_example.conf
set_image at-debian-image
set_command sleep infinity
add_devices /dev/tty7 
add_devices /dev/fb0 
add_devices /dev/input 
add_volumes /run/udev:/run/udev:ro 
add_args --cap-add=SYS_ADMIN 
[armadillo ~]# podman start x_example
Starting 'x_example'
26847e21bd519f99466af32fdf0d809e2216d3e8ddf05c185e5428fe46e6a09b

図9.84 X Window System を扱うためのコンテナ起動例

	X Window System に必要な tty を設定します。どこからも使われていない tty とします。
	画面描画先となるフレームバッファを設定します。
	キーボードやマウスなどを使用可能にするためのデバイスを設定します。
	ホスト OS 側の /run/udev をコンテナ内からマウントするように設定します。
	X Window System の動作に必要な権限を設定します。

次に、以下のように X Window System を起動します。オプションである vt に設定する値は、コンテナ作成時に渡した tty の数字にします。

[armadillo ~]# podman exec -ti x_example bash
[container ~]# apt install xorg
[container ~]# X vt7 -retro

X.Org X Server 1.20.11
X Protocol Version 11, Revision 0
Build Operating System: linux Debian
Current Operating System: Linux 25297ceb226c 5.10.52-1-at #2-Alpine SMP PREEMPT Thu Nov 18 09:10:13 UTC 2021 aarch64
Kernel command line: console=ttymxc1,115200 root=/dev/mmcblk2p1 rootwait ro
Build Date: 13 April 2021  04:07:31PM
xorg-server 2:1.20.11-1 (https://www.debian.org/support)
Current version of pixman: 0.40.0
        Before reporting problems, check http://wiki.x.org
        to make sure that you have the latest version.
Markers: (--) probed, (**) from config file, (==) default setting,
        (++) from command line, (!!) notice, (II) informational,
        (WW) warning, (EE) error, (NI) not implemented, (??) unknown.
(==) Log file: "/var/log/Xorg.0.log", Time: Sun Nov 21 23:51:18 2021
(==) Using system config directory "/usr/share/X11/xorg.conf.d"

図9.85 コンテナ内で X Window System を起動する実行例

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 に接続しているディスプレイ上に、デスクトップ画面が表示されます。

9.1.8.3. フレームバッファに直接描画する

コンテナ内で動作するアプリケーションからフレームバッファに直接描画するためには、Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側のデバイスファイル /dev/fbN を渡す必要があります。以下は、/dev/fb0 を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/fb_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_devices /dev/fb0
[armadillo ~]# podman_start fb_example
Starting 'fb_example'
e8a874e922d047d5935350cd7411682dbbeb90fa828cef94af36acfb6d77476e

図9.86 フレームバッファに直接描画するためのコンテナ作成例

コンテナ内に入って、ランダムデータをフレームバッファに描画する例を以下に示します。これにより、接続しているディスプレイ上の表示が変化します。

[armadillo ~]# podman exec -it fb_example sh
[container ~]# cat /dev/urandom > /dev/fb0
cat: write error: No space left on device

図9.87 フレームバッファに直接描画する実行例

9.1.8.4. タッチパネルを扱う

タッチパネルが組み込まれているディスプレイを接続している環境で、コンテナ内からタッチイベントを取得するためには、Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側の /dev/input を渡す必要があります。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/touch_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_devices /dev/input
[armadillo ~]# podman_start touch_example
Starting 'touch_example'
cde71165076a413d198864899b64ff9c5fecdae222d9ee6646e189b5e976d94a

図9.88 タッチパネルを扱うためのコンテナ作成例

Wayland などの GUI 環境と組み合わせて使うことで、タッチパネルを利用した GUI アプリケーションの操作が可能となります。

9.1.8.5. VPU を扱う

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 で採用している i.MX 8M Plus には、動画のエンコード/デコード処理に特化した演算ユニットである VPU (Video Processing Unit) が搭載されています。 VPU を活用することでシステム全体のパフォーマンスを落とすことなく、動画のエンコード/デコード処理を行うことができます。コンテナ内で動作するアプリケーションから VPU を扱うためには、コンテナ作成時にデバイスとして、 /dev/mxc_hantro と /dev/mxc_hantro_vc8000e および /dev/ion を渡す必要があります。ここではアットマークテクノが提供するイメージからコンテナを作成します。このイメージに関しては「アットマークテクノが提供するイメージを使う」を参照してください。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/vpu_example.conf
set_image at-debian-image
set_command sleep infinity
add_devices /dev/mxc_hantro /dev/mxc_hantro_vc8000e
add_devices /dev/ion
[armadillo ~]# podman_start vpu_example
Starting 'vpu_example'
2aeea66c6f54abddc7d4dbdca915b279acd6962ce0c06b36c7173ec36f1c88ee
[armadillo ~]# podman exec -it vpu_example /bin/bash
[container ~]# ls /dev/mxc_hantro /dev/mxc_hantro_vc8000e /dev/ion
/dev/ion  /dev/mxc_hantro  /dev/mxc_hantro_vc8000e

図9.89 VPU を扱うためのコンテナ作成例

weston と GStreamer がインストール済みのイメージと組み合わせて使うことで、 VPU を使用して動画のエンコード/デコードを行うことができます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/gst_example.conf
set_image at-debian-image
set_command sleep infinity
add_devices /dev/dri /dev/galcore
add_devices /dev/mxc_hantro /dev/mxc_hantro_vc8000e
add_devices /dev/ion /dev/video3
add_devices /dev/input /dev/tty7
add_volumes /run/udev:/run/udev:ro
add_volumes /opt/firmware:/opt/firmware:ro
add_args --cap-add=SYS_TTY_CONFIG
[armadillo ~]# podman_start gst_example
Starting 'gst_example'
1332389d3c7004b623cee4227545c62aefd17b363c9a0a494d7bb217341c38ae

図9.90 weston と GStreamer を扱うためのコンテナ作成例

このようにして作成したコンテナにログインすると、 GStreamer で VPU を使用した動画のエンコード/デコードが行なえます。

[armadillo ~]# podman exec -ti gst_example bash
[container ~]# apt install gstreamer1.0-imx libgstreamer-imx gstreamer1.0-plugins-bad \
libgstreamer-plugins-bad1.0-0 gstreamer1.0-plugins-base libgstreamer-plugins-base1.0-0 \
gstreamer1.0-plugins-good libgstreamer1.0-0 gstreamer1.0-tools gstreamer1.0-imx-tools
[container ~]# weston --tty=7 &
[container ~]# gst-launch-1.0 filesrc location=<ファイル名> ! qtdemux ! h264parse ! vpudec ! queue ! waylandsink

図9.91 GStreamer によるデコード実行例

USB カメラも組み合わせると、カメラからの映像をエンコードしてファイルに保存することも可能です。

[container ~]# gst-launch-1.0 -e v4l2src device=/dev/video3 ! video/x-raw,width=640,height=480,framerate=30/1 ! queue ! vpuenc_h264 ! h264parse ! queue ! qtmux ! filesink location=./output.mp4

図9.92 GStreamer によるエンコード実行例

上記を実行することで、USB カメラからの映像が H.264 にエンコードされてファイルに保存されます。この例ではカメラデバイスを /dev/video3 としていますが、環境によって異なりますので適切なものを設定してください。

9.1.9. パワーマネジメント機能を使う

この章では、コンテナ内からパワーマネジメント機能を使う方法について示します。

9.1.9.1. サスペンド状態にする

パワーマネジメント機能を使ってサスペンド状態にするには、Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側の /sys ディレクトリを渡す必要があります。以下は、/sys を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。ここで渡された /sys ディレクトリはコンテナ内の /sys にマウントされます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/pm_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_volumes /sys
[armadillo ~]# podman_start pm_example
Starting 'pm_example'
ab656f08a6cba2dc5919dbc32f8a6209782ba04baa0c6c21232a52046a21337e

図9.93 パワーマネジメント機能を使うためのコンテナ作成例

コンテナ内から、/sys/power/state に次の文字列を書き込むことにより、サスペンド状態にすることができます。

表9.1 対応するパワーマネジメント状態

パワーマネジメント状態	文字列	説明
`Suspend-to-RAM`	`mem`	最も消費電力を抑えることができる
`Suspend-to-Idle`	`freeze`	最も短時間で復帰することができる

[armadillo ~]# podman exec -it pm_example sh
[container ~]# echo mem > /sys/power/state

図9.94 サスペンド状態にする実行例

9.1.9.2. 起床要因を有効化する

サスペンド状態から起床要因として、利用可能なデバイスを以下に示します。

UART2 (console)

起床要因

データ受信

有効化

[container ~]# echo enabled > /sys/bus/platform/drivers/imx-uart/30890000.serial/tty/ttymxc1/power/wakeup

USB

起床要因

USBデバイスの挿抜

有効化

[container ~]# echo enabled > /sys/bus/platform/devices/32f10108.usb/power/wakeup

RTC(i.MX8MP)

起床要因

アラーム割り込み

実行例

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/rtc_pm_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_volumes /sys
add_devices /dev/rtc0
[armadillo ~]# podman_start rtc_pm_example
Starting 'rtc_pm_example'
8fbef3edda3b7fcea5b1f8cbf960cf469b7e82c4d1ecd35477076e81fc24e39f
[armadillo ~]# podman exec -ti rtc_pm_example sh
[container ~]# apk add util-linux
[container ~]# rtcwake -m mem -s 5
: (省略)
[  572.720300] printk: Suspending console(s) (use no_console_suspend to debug)
<ここで5秒を待つ>
[  573.010663] Disabling non-boot CPUs ...
...

図9.95 サスペンド状態にする実行例、rtcで起こす

ユーザースイッチ

起床要因

ユーザースイッチ押下

有効化

[armadillo ~]# vi /boot/overlays.txt 
fdt_overlays=armadillo_iotg_g4-sw1-wakeup.dtbo

[armadillo ~]# persist_file -vp /boot/overlays.txt 
'/boot/overlays.txt' -> '/mnt/boot/overlays.txt'
Added "/boot/overlays.txt" to /etc/swupdate_preserve_files

[armadillo ~]# reboot 
: (省略)
Applying fdt overlay: armadillo_iotg_g4-sw1-wakeup.dtbo 
: (省略)

[armadillo ~]# cat /sys/devices/platform/gpio-keys/power/wakeup 
enabled

	`/boot/overlays.txt` ファイルに「armadillo_iotg_g4-sw1-wakeup.dtbo」を追加します。ファイルが存在しない場合は新規に作成してください。このファイルの詳細については「DTS overlays によるカスタマイズ」を参照してください。
	`/boot/overlays.txt` を保存し、アップデートの場合でも保存します。
	overlay の実行のために再起動します。
	シリアルコンソールの場合に、u-bootによるメッセージを確認できます。
	Linux からも確認できます。

SMS 受信(LTE モデルのみ)

起床要因: SMS 受信

9.1.10. コンテナからのpoweroffかreboot

Armadillo Base OSはbusybox initでshutdownとrebootを対応します。

busybox initでPID 1にsignalを送ることでshutdownやrebootとなります。コンテナからsignalを送るように、pid namespaceを共有する必要がありますが、共有されたらkillで実行できます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/shutdown_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_args --pid=host
[armadillo ~]# podman_start shutdown_example
Starting 'shutdown_example'
c8e3b9b418fc72395db9f3c22b1eb69eb41eaaf790d3b7151047ef066cc4c8ff
[armadillo ~]# podman exec -ti shutdown_example sh
[container ~]# kill -USR2 1  (poweroff)
[container ~]# kill -TERM 1  (reboot)

図9.96 コンテナからshutdownを行う

9.1.11. 異常検知

この章では、コンテナ内で動作しているアプリケーションに何らかの異常が発生し停止してしまった際に、ソフトウェアウォッチドックタイマーを使って、システムを再起動する方法について示します。

9.1.11.1. ソフトウェアウォッチドッグタイマーを扱う

コンテナ内で動作するアプリケーションからソフトウェアウォッチドックタイマーを扱うためには、Podman のイメージからコンテナを作成する際にホスト OS 側のデバイスファイル /dev/watchdogN を渡す必要があります。以下は、/dev/watchdog0 を渡して alpine イメージからコンテナを作成する例です。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/watchdog_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_devices /dev/watchdog0
[armadillo ~]# podman_start watchdog_example
Starting 'watchdog_example'
a5d329cca49d60423ce4155d72a119b8049a03dbd1d0277817a253e96dce7bc7

図9.97 ソフトフェアウォッチドッグタイマーを使うためのコンテナ作成例

ソフトウェアウォッチドックタイマーは、プログラム内からデバイスファイル /dev/watchdog0 を open した時点で起動します。コンテナ内に入ってソフトウェアウォッチドックタイマーを echo コマンドで起動する例を以下に示します。

[armadillo ~]# podman exec -it watchdog_example sh
[container ~]# echo > /dev/watchdog0

図9.98 コンテナ内からソフトウェアウォッチドッグタイマーを起動する実行例

ソフトウェアウォッチドックタイマーを起動した後、/dev/watchdog0 に任意の文字を書き込むことでソフトウェアウォッチドッグタイマーをリセットすることができます。 60 秒間任意の文字の書き込みがない場合は、システムが再起動します。

[armadillo ~]# podman exec -it watchdog_example sh
[container ~]# echo a > /dev/watchdog0

図9.99 ソフトウェアウォッチドッグタイマーをリセットする実行例

ソフトウェアウォッチドックタイマーを停止したい場合は、/dev/watchdog0 に V を書き込みます。

[armadillo ~]# podman exec -it watchdog_example sh
[container ~]# echo V > /dev/watchdog0

図9.100 ソフトウェアウォッチドッグタイマーを停止する実行例

9.1.12. NPU を扱う

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 で採用している i.MX 8M Plus には、機械学習に特化した演算処理ユニットである NPU (Neural Processor Unit) が搭載されています。 NPU を活用することで、顔認識や物体認識などの推論処理を高速に行うことができます。

コンテナ内で動作するアプリケーションから NPU を扱うためには、アットマークテクノが提供するコンテナイメージである at-debian-image を使用する必要があります。また、コンテナ作成時にデバイスとして、/dev/galcore を渡す必要があります。以下は、/dev/galcore を渡して at-debian-image からコンテナを作成する例です。このイメージに関しては「アットマークテクノが提供するイメージを使う」を参照してください。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/npu_example.conf
set_image at-debian-image
set_command sleep infinity
add_devices /dev/galcore
add_volumes /opt/firmware:/opt/firmware:ro
[armadillo ~]# podman_start npu_example
Starting 'npu_example'
cf27a327d19d8bc37e3722fe6101c7d52fbf984351056e1c0ca4e89ff041cfbb
[armadillo ~]# podman exec -it npu_example sh
[container ~]# ls /dev/galcore
/dev/galcore

図9.101 NPU を扱うためのコンテナ作成例


	i.MX 8M Plus に搭載されている NPU は INT8 で量子化された学習済みモデルを高速に推論するように設計されています。 INT8 で量子化されていないモデルの場合、正常に推論できない、または推論実行速度の低下が発生する場合があります。

具体的な機械学習アプリケーションの開発方法については、NXP Semiconductors の公式サイトを参照してください。

アットマークテクノからも機械学習に関する開発ガイドを公開していますので、そちらも参照してください。 Armadillo Base OS 開発ガイド。

9.1.12.1. ONNX Runtime を使う

ONNX Runtime は学習済みの ONNX モデルを使って推論を行うためのソフトウェアです。^[7] Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 では、NPU を使って ONNX Runtime を実行することができます。

ONNX Runtime をインストールする

at-debian-image から作成したコンテナであれば、apt install でインストールすることができます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/onnxruntime_example.conf
set_image at-debian-image
set_command sleep infinity
add_devices /dev/galcore
add_volumes /opt/firmware:/opt/firmware:ro
[armadillo ~]# podman_start onnxruntime_example
Starting 'onnxruntime_example'
3aaefa9bdc4d7423385ee249b022ed4056a40cd66ce52b9d3eb8363379907d00
[armadillo ~]# podman exec -ti onnxruntime_example bash
[container ~]# apt install onnxruntime onnxruntime-dev onnxruntime-tools python3-onnxruntime

図9.102 ONNX Runtime をインストールする例

python から ONNX Runtime を使う

python から ONNX Runtime を使うためには onnxruntime モジュールを import します。また、NPU を使うために InferenceSession オブジェクトを作成する際に、Providers として「VsiNpuExecutionProvider」を指定します。

[container ~]# python3
>>> import onnxruntime
: (省略)
>>> sess = onnxruntime.InferenceSession('model.onnx', providers=['VsiNpuExecutionProvider'])

図9.103 python から ONNX Runtime を使う例

以上により、python から ONNX Runtime を使うことができます。

9.1.12.2. TensorFlow Lite を使う

TensorFlow Lite からも NPU を使って高速に推論を行うことができます。

TensorFlow Lite をインストールする

at-debian-image から作成したコンテナであれば、apt install でインストールすることができます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/tflite_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_devices /dev/galcore
add_volumes /opt/firmware:/opt/firmware:ro
[armadillo ~]# podman_start tflite_example
Starting 'tflite_example'
1b7cc807b7f2857a406528f295040c817e24572f7c8abf7e6a32a62fc4f3793b
[armadillo ~]# podman exec -ti tflite_example bash
[container ~]# apt install tensorflow-lite tensorflow-lite-dev python3-tflite-runtime \
tim-vx tensorflow-lite-vx-delegate

図9.104 TensorFlow Lite をインストールする例

python から TensorFlow Lite を使う

python から TensorFlow Lite を使うためには Interpreter モジュールを import します。 python から TensorFlow Lite を使う場合は特別な設定をしなくても、自動的に NPU が使われます。

[container ~]# python3
>>> from tflite_runtime.interpreter import Interpreter
: (省略)
>>> interpreter = Interpreter('model.tflite')

図9.105 python から TensorFlow Lite を使う例

以上により、python から TensorFlow Lite を使うことができます。

tflite-runtime パッケージと、ライブラリイメージ(imx_lib)のバージョンの組み合わせによっては、使用する delegate とライブラリの整合性が取れずに TensorFlow Liteを用いたアプリケーションが正しく動作しない場合があります。

バージョン 2.6.0-1 以降の tflite-runtime パッケージを使用する際には、必ずバージョン 2.2.0 以降のライブラリイメージ(imx_lib)を使用してください。

ライブラリイメージのアップデート方法については「VPU や NPU を使用する」を参照してください。

それぞれのバージョンと動作の関係を表9.2「ライブラリと tflite-runtime のバージョンと NPU を用いたアプリケーションの動作の関係」に示します。

表9.2 ライブラリと tflite-runtime のバージョンと NPU を用いたアプリケーションの動作の関係

	tflite-runtime のバージョンが 2.6.0-1 以降	tflite-runtime のバージョンが 2.6.0-1 未満
ライブラリのバージョンが確認できる(2.2.0 以降)	VX delegateで動作	NNAPI delegate で動作
ライブラリのバージョンが確認できない(2.2.0 未満)	正しく動作しない場合あり	NNAPI delegate で動作

ライブラリのバージョン確認手順については、「ライブラリイメージのバージョンを確認する」を参照してください。

tflite-runtime パッケージのバージョンは、コンテナ内で以下のコマンドを実行することで確認できます。

[container ~]# dpkg -l python3-tflite-runtime
Desired=Unknown/Install/Remove/Purge/Hold
| Status=Not/Inst/Conf-files/Unpacked/halF-conf/Half-inst/trig-aWait/Trig-pend
|/ Err?=(none)/Reinst-required (Status,Err: uppercase=bad)
||/ Name                   Version      Architecture Description
+++-======================-============-============-===============================================
ii  python3-tflite-runtime 2.6.0-1      arm64        deep learning framework for on-device inference

図9.106 tflite-runtime のバージョンを確認する

推奨はしませんが、 tflite-runtime のバージョンを 2.6.0-1 未満に下げたい場合は表9.3「2.6.0-1 未満の TensorFlow Lite 関連 deb パッケージ」に示す deb パッケージを全てコンテナ内にダウンロードして、図9.107「tflite-runtime のバージョンを下げる」のコマンドを実行してください。

表9.3 2.6.0-1 未満の TensorFlow Lite 関連 deb パッケージ

パッケージ名	バージョン	URL
python3-tflite-runtime	2.4.0-1	https://download.atmark-techno.com/debian/pool/main/t/tensorflow-lite/python3-tflite-runtime_2.4.0-1_arm64.deb
python3-tflite-runtime-dbgsym	2.4.0-1	https://download.atmark-techno.com/debian/pool/main/t/tensorflow-lite/python3-tflite-runtime-dbgsym_2.4.0-1_arm64.deb
tensorflow-lite	2.4.0-1	https://download.atmark-techno.com/debian/pool/main/t/tensorflow-lite/tensorflow-lite_2.4.0-1_arm64.deb
tensorflow-lite-dev	2.4.0-1	https://download.atmark-techno.com/debian/pool/main/t/tensorflow-lite/tensorflow-lite-dev_2.4.0-1_arm64.deb

[container ~]# ls ./*.deb 
python3-tflite-runtime_2.4.0-1_arm64.deb
python3-tflite-runtime-dbgsym_2.4.0-1_arm64.deb
tensorflow-lite_2.4.0-1_arm64.deb
tensorflow-lite-dev_2.4.0-1_arm64.deb
[container ~]# apt purge \
tensorflow-lite \
tensorflow-lite-dev \
tensorflow-lite-vx-delegate \
tensorflow-lite-vx-delegate-dev \
python3-tflite-runtime \
tim-vx \
tim-vx-dev 
[container ~]# apt install ./*.deb

図9.107 tflite-runtime のバージョンを下げる

	カレントディレクトリに表9.3「2.6.0-1 未満の TensorFlow Lite 関連 deb パッケージ」の deb パッケージのみ存在していることを確認します。
	2.6.0-1 以上のインストールされているパッケージを削除します。
	ダウンロードした deb パッケージをインストールします。

9.1.12.3. Arm NN を使う


	Arm NN はコンテナイメージ at-debian-image のバージョン 1.0.6 以降では、動作非対応となります。現在利用中の at-debian-image のバージョンは以下のコマンドで確認できます。 [armadillo ~]# podman inspect --format='{{.Config.Labels.version}}' localhost/at-debian-image 1.0.6 図9.108 at-debian-image のバージョンを確認する

Arm NN とは TensorFlow Lite および ONNX のモデル形式をサポートしている推論用ソフトウェアです。 Arm NN からも NPU を使って高速に推論を行うことができます。

Arm NN をインストールする

at-debian-image から作成したコンテナであれば、apt install でインストールすることができます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/armnn_example.conf
set_image docker.io/alpine
set_command sleep infinity
add_devices /dev/galcore
add_volumes /opt/firmware:/opt/firmware:ro
[armadillo ~]# podman_start armnn_example
Starting 'armnn_example'
18892fb9fc82f36a6de1bb9036af6e76ee552cf66e1537d70666319bb35af1e1
[armadillo ~]# podman exec -ti armnn_example bash
[container ~]# apt install libarmnn22 libarmnn-dev python3-pyarmnn armnn-examples

図9.109 Arm NN をインストールする例

python から Arm NN を使う

python から TensorFlow Lite を使うためには pyarmnn モジュールを import します。また、NPU を使うために BackendId として「VsiNpu」を指定して、Optimize オブジェクトを作成します。

[container ~]# python3
>>> import pyarmnn as ann
: (省略)
>>> options = ann.CreationOptions()
>>> runtime = ann.IRuntime(options)
>>> parser = ann.ITfLiteParser()
>>> network = parser.CreateNetworkFromBinaryFile('model.tflite')
>>> preferred_backends = []
>>> preferred_backends.append(ann.BackendId('VsiNpu'))
>>> opt_network, _ = ann.Optimize(network, preferred_backends, runtime.GetDeviceSpec(), ann.OptimizerOptions())
>>> net_id, _ = runtime.LoadNetwork(opt_network)

図9.110 python から Arm NN を使う例

以上により、python から Arm NN を使うことができます。

9.2. コンテナの運用

9.2.1. コンテナの自動起動

Armadillo Base OSでは、/etc/atmark/containers/*.confファイルに指定されているコンテナがブート時に自動的に起動します。 nginx.confの記載例を以下に示します。

[armadillo ~]# cat /etc/atmark/containers/nginx.conf
set_image docker.io/library/nginx:alpine
set_readonly no
add_ports 80:80

図9.111 コンテナを自動起動するための設定例

.conf ファイルは以下のパラメータを設定できます。

コンテナイメージの選択： set_image [イメージ名]
イメージの名前を設定できます。
例: set_image docker.io/debian:latest, set_image localhost/myimage
イメージをrootfsとして扱う場合に --rootfs オプションで指定できます。
例: set_image --rootfs /var/app/volumes/debian
ポート転送： add_ports [ホストポート]:[コンテナポート]
設定したポートで外部からコンテナへのアクセスが可能となります。
デフォルトはTCPで、UDPも /udp を付けて使えます。スペースで分けて複数のポートを設定することができます。
以下の例では、ポート80、443(web)、UDPの69(tftp)にアクセスすることができ、コンテナのポート22(ssh)にはポート2222からアクセスすることができます。
例: add_ports 80:80 443:443 2222:22 69:69/udp
pod を使う場合、このオプションはpodの設定にしないと有効になりませんのでご注意ください。
デバイスファイル作成： add_devices [ホストパス]:[コンテナパス]
コンテナでデバイスを作成して、使用可能となります。
コンテナパスを設定しない場合はホストと同じパスを使います。
複数のデバイスを作成したい場合はスペースで分けて設定してください。
例: add_devices /dev/galcore /dev/v4l/by-id/usb-046d_HD_Pro_Webcam_C920_78DA8CAF-video-index0:/dev/video3
ホストパスに「:」を含む場合は add_device "[ホストパス]" "[コンテナパス]" で追加できます。
例: add_device "/dev/v4l/by-path/platform-xhci-hcd.1.auto-usb-0:1.1:1.0-video-index1" "/dev/video3"
コンテナパスに「:」を含むようなパスは設定できません。

ボリュームマウント： add_volumes [ホストパス]:[コンテナパス]:[オプション]

指定するパスをコンテナ内でマウントして、データの保存や共有することができます。

ホストパスは以下のどちらかを指定してください。

/var/app/rollback/volumes/<folder> か <folder>:
アップデートの際に新しくコピー（snapshot）した場合、コピー先のみ変更しますので、アップデート中でもこのデータを使うことができます。途中で電源が落ちた場合でも、このデータに影響はありません。
SWUpdateでアップデートするデータに向いています。
/var/app/volumes/<folder>: appパーティションに書きます。
アップデートの際にコピーされませんので、アップデート中の新たな変更は更新されたコンテナ内のアプリケーションで見れます。
ログやデータベースに向いています。
/tmp/<folder>: 複数のコンテナでメモリファイルシステムを共有したい場合に使ってください。
/opt/firmware: 学習能力に必要なファムウェアライブラリーのパス。

コンテナパスを設定しない場合はホストパスと同じパスを使います。

オプションは podman run の --volume のオプションになりますので、 ro (read-only), nodev, nosuid, noexec, shared, slave 等を設定できます。

例：add_volumes /var/app/volumes/database:/database: ロールバックされないデータを/databaseで保存します。

例: add_volumes assets:/assets:ro,nodev,nosuid /opt/firmware: アプリケーションのデータを/assetsで読み取り、/opt/firmwareのファームウェアを使えます。

「:」はホスト側のパスとコンテナのパスを別ける意味があるため、ファイル名やデバイス名に「:」を使うことはできません。

複数のコンテナでマウントコマンドを実行することがあれば、shared のフラグで起動後のマウントを共有することができます。

[armadillo ~]# cat /etc/atmark/containers/mounter.conf
set_image docker.io/alpine
add_args -ti
add_volumes /tmp/mnt:/mnt:shared 
add_args --cap-add SYS_ADMIN
add_device /dev/sda1
[armadillo ~]# cat /etc/atmark/containers/client.conf
set_image docker.io/alpine
add_volumes /tmp/mnt:/mnt:slave 
add_args -ti
[armadillo ~]# podman exec mounter mount /dev/sda1 /mnt 
[armadillo ~]# podman exec client ls /mnt 
file_on_usb

図9.112 ボリュームを shared でサブマウントを共有する例

	マウントを行うコンテナに `shared` の設定とマウント権限 (`SYS_ADMIN`) を与えます。
	マウントを使うコンテナに `slave` だけを設定すれば一方にしか共有されません。
	USB デバイスをマウントします。
	マウントされたことを確認します。

pod の選択： set_pod [ポッド名]
「podの作成」で作成した pod の名前を入れてコンテナを pod 内で起動します。
例: set_pod mypod
ネットワークの選択： set_network [ネットワーク名]
この設定に「networkの作成」で作成したネットワーク以外に none と host の特殊な設定も選べます。
none の場合、コンテナに localhost しかないネームスペースに入ります。
host の場合はOSのネームスペースをそのまま使います。
例: set_network mynetwork
IP アドレスの設定： set_ip [アドレス]
コンテナの IP アドレスを設定することができます。
例: set_ip 10.88.0.100
コンテナ間の接続が目的であれば、podを使ってlocalhostかpodの名前でアクセスすることができます。
読み取り専用設定： set_readonly yes
コンテナ内からのファイルシステムへの書き込み許可を設定します。
デフォルトで書き込み可能となっています。
コンテナ内からのファイルシステムへの書き込みを禁止することで、 tmpfs として使うメモリの消費を明示的に抑えることができますが、アプリケーションによっては読み込み専用のファイルシステムでは動作しない可能性もあります。
イメージの自動ダウンロード設定： set_pull [設定]
この設定を missing にすると、イメージが見つからない場合にイメージを自動的にダウンロードします。
always にすると、イメージがすでにダウンロード済みでも起動前に必ず更新の確認を取ります。
デフォルトでは never で、イメージが見つからない場合にエラーを表示します。
例：set_pull missing か set_pull always
コンテナのリスタート設定： set_restart [設定]
コンテナが停止した時にリスタートさせます。
podman kill か podman stop で停止する場合、この設定と関係なくリスタートしません。
デフォルトで on-failure になっています。
例: set_restart always か set_restart no
信号を受信するサービスの無効化: set_init no
コンテナのメインプロセスが PID 1 で起動していますが、その場合のデフォルトの信号の扱いが変わります: SIGTERM などのデフォルトハンドラが無効です。
そのため、init 以外のコマンドを set_command で設定する場合は podman-init のプロセスを PID 1 として立ち上げて、設定したコマンドをその子プロセスとして起動します。
例: set_init no
自動起動の無効化： set_autostart no
手動かまたは別の手段で操作するコンテナがある場合、Armadillo の起動時に自動起動しないようにします。
その場合、 podman_start <name> で起動させることができます。
コンフィグに記載していないイメージはアップデートの際に削除されますので、そういったイメージに対して設定してください。
実行コマンドの設定： set_command [コマンド]
コンテナを起動するときのコマンド。設定されなかった場合、コンテナイメージのデフォルトを使います。
例: set_command /bin/sh -c "echo bad example"
podman run に引数を渡す設定： add_args [引数]
ここまでで説明した設定項目以外の設定を行いたい場合は、この設定で podman run に直接引数を渡すことができます。
例：add_args --cap-add=SYS_TTY_CONFIG --env=XDG_RUNTIME_DIR=/run/xdg_home

9.2.2. podの作成

podman_start で pod 機能を使うことができます。

pod を使うことで、複数のコンテナが同じネットワークネームスペースを共有することができます。同じ pod の中のコンテナが IP の場合 localhost で、 unix socket の場合 abstract path で相互に接続することができます。

[armadillo ~]# cat /etc/atmark/containers/mypod.conf
set_type pod
add_ports 80:80
set_infra_imager k8s.gcr.io/pause:3.5

[armadillo ~]# cat /etc/atmark/containers/nginx.conf
set_image docker.io/library/nginx:alpine
set_readonly no
set_pod mypod

[armadillo ~]# podman ps
CONTAINER ID  IMAGE                           COMMAND               CREATED      STATUS          PORTS               NAMES
0cdb0597b610  k8s.gcr.io/pause:3.5                                  2 hours ago  Up 2 hours ago  0.0.0.0:80->80/tcp  5ba7d996f673-infra
3292e5e714a2  docker.io/library/nginx:alpine  nginx -g daemon o...  2 hours ago  Up 2 hours ago  0.0.0.0:80->80/tcp  nginx

図9.113 podを使うコンテナを自動起動するための設定例

コンテナと同じく、 /etc/atmark/containers/[NAME].conf ファイルを作って、 set_type pod を設定することで pod を作成します。

pod を使う時にコンテナの設定ファイルに set_pod [NAME] の設定を追加します。

ネットワークネームスペースは pod を作成するときに必要なため、 ports, network と ip の設定は pod のコンフィグファイルに入れなければなりません。

ネットワーク設定の他に、 infra_image のオプションで pod のイメージも固める事ができます。この設定は set_type network の後しか使えませんので、set_type はファイルの最初のところに使ってください

必要であれば、他の podman pod create のオプションを add_args で設定することができます。

pod を使う時に podman が特殊な「infra container」も起動します（例の場合、 k8s.gcr.io/pause:3.5 を起動させました）

コンフィグレーションに pod を入れるアップデートの際に自動的に podman pull でイメージをダウンロードしますが、インターネットを使わせたくないアップデートがあれば swdesc_embed_container か swdesc_usb_container で入れてください。その場合、 infra_image の設定も使ってください。

9.2.3. networkの作成

podman_start で podman の network も作成ことができます。

デフォルトの 10.88.0.0/16 が使えない場合、あるいはコンテナ同士で接続できないようにしたい場合は使ってください。

[armadillo ~]# cat /etc/atmark/containers/mynetwork.conf
set_type network
set_subnet 192.168.100.0/24

[armadillo ~]# cat /etc/atmark/containers/nginx.conf
set_image docker.io/library/nginx:alpine
set_ports 80:80
set_ip 192.168.100.10
set_network mynetwork

[armadillo ~]# podman ps
CONTAINER ID  IMAGE                           COMMAND               CREATED      STATUS          PORTS               NAMES
3292e5e714a2  docker.io/library/nginx:alpine  nginx -g daemon o...  2 hours ago  Up 2 hours ago  0.0.0.0:80->80/tcp  nginx

図9.114 networkを使うコンテナを自動起動するための設定例

コンテナと同じく、 /etc/atmark/containers/[NAME].conf ファイルを作って、 set_type network を設定することで network を作成します。

そのネットワークを使う時にコンテナの設定ファイルに set_network [NAME] の設定をいれます。

ネットワークのサブネットは set_subnet [SUBNET] で設定します。この設定は set_type network の後しか使えませんので、set_type はファイルの最初のところに使ってください

他の podman network create のオプションが必要であれば、 add_args で設定することができます。

9.2.4. コンテナからのコンテナ管理

podman では REST API による管理アクセスも可能です。

自分のコンテナから他のコンテナの管理が必要な場合に、ホストの podman サービスを有効にして、コンテナに /run/podman をボリュームマウントすれば podman --remote で管理できます。

podman_start をインストールすればそちらも --remote で使えます。

このオプションは Armadillo のホスト側の udev rules からコンテナを扱う時にも必要です。

9.2.5. コンテナの配布


	コンテナの作成は「アプリケーションをコンテナで実行する」を参考にしてください。

コンテナのイメージを配布する方法は大きく分けて二つあります：

インターネット上のリポジトリ（dockerhub等）で登録してそこから配布する
SWUpdateのアップデートイメージを配布する

Podmanのイメージをインストールする時に、一時データを大量に保存する必要があります。

swuイメージ内で組み込む時は3倍、pullやUSBドライブで分けてインストールすると転送するデータ量の2倍の空き容量がappパーティションに必要です。

アップデート時にアップデート前のコンテナが使われているのでご注意ください。

9.2.5.1. リモートリポジトリにコンテナを送信する方法

イメージをリモートリポジトリに送信する：

[armadillo ~]$ podman image push <localimage> docker://<registry>/<remoteimage>:<tag>

set_pull always を設定しないかぎり、SWUpdateでダウンロードの命令を送らないとアップデートを行いません。

（mkswuについては「Armadilloのソフトウェアをアップデートする」を参考にしてください）

[ATDE ~/mkswu]$ cp /usr/share/mkswu/examples/pull_container_nginx.desc .
[ATDE ~/mkswu]$ cp -r /usr/share/mkswu/examples/nginx_start .
[ATDE ~/mkswu]$ cat pull_container_nginx.desc
swdesc_option version=1

swdesc_pull_container "docker.io/nginx:alpine"
swdesc_files --extra-os nginx_start
[ATDE ~/mkswu]$ mkswu pull_container_nginx.desc
Enter pass phrase for /home/atmark/mkswu/swupdate.key:
pull_container_nginx.swu を作成しました。

9.2.5.2. イメージを eMMC に保存する方法

Armadillo Base OS のデフォルトでは、Podman のデータは tmpfs に保存されます。

起動時にコンテナを起動するにはイメージを eMMC に書き込む必要があります。開発が終わって運用の場合は「イメージを SWUpdate で転送する方法」でコンテナのイメージを転送します。この場合は読み取り専用の app パーティションのサブボリュームに展開します。

開発の時に以下の abos-ctrl podman-rw か abos-ctrl podman-storage --disk のコマンドを使って直接にイメージを編集することができます。


	ここで紹介する内容はコンテナのイメージの管理の説明です。データベース等のコンテナから書き込みが必要な場合には「コンテナの変更を保存する」にあるボリュームの説明を参照してください。

abos-ctrl podman-rw

abos-ctrl podman-rw を使えば、read-only になっているイメージを扱う事ができます。

[armadillo ~]# podman images
REPOSITORY                 TAG         IMAGE ID      CREATED            SIZE        R/O
[armadillo ~]# mount /dev/sda1 /mnt
[armadillo ~]# abos-ctrl podman-rw load -i /mnt/at-debian-image.tar
Getting image source signatures
Copying blob 63c098a71e7b done
Copying blob 837e73dd4d20 done
Copying blob a25086e65f63 done
Copying config b5a30f8581 done
Writing manifest to image destination
Storing signatures
Loaded image(s): localhost/at-debian-image:latest
[armadillo ~]# podman image list
REPOSITORY                 TAG         IMAGE ID      CREATED      SIZE        R/O
localhost/at-debian-image  latest      b5a30f8581cc  2 hours ago  233 MB      true

図9.115 abos-ctrl podman-rw の実行例

abos-ctrl podman-storage

abos-ctrl podman-storage はメモリとディスクの切り替えの他に、読み書きストレージから読み取り専用ストレージへのコピーもできます。

[armadillo ~]# podman pull docker.io/alpine 
Trying to pull docker.io/library/alpine:latest...
Getting image source signatures
Copying blob f97344484467 done
Copying config 3d81c46cd8 done
Writing manifest to image destination
Storing signatures
3d81c46cd8756ddb6db9ec36fa06a6fb71c287fb265232ba516739dc67a5f07d
[armadillo ~]# abos-ctrl podman-storage 
List of images configured on development storage:
REPOSITORY                TAG         IMAGE ID      CREATED     SIZE
docker.io/library/alpine  latest      3d81c46cd875  3 days ago  5.56 MB

What should we do? ([C]opy (default), [N]othing, [D]elete)
copy 
Create a snapshot of '/mnt/boot_1/containers_storage' in '/mnt/new_storage'
Getting image source signatures
Copying blob 8ec3165d6e61 done
Copying config 4a49b68e7c done
Writing manifest to image destination
Storing signatures
Delete subvolume (no-commit): '/mnt/new_storage'
Merging development images to readonly storage succeeded
Feel free to adjust the result with abos-ctrl podman-rw commands

Now freeing up original data...
Podman is in tmpfs mode 
[armadillo ~]# podman image list 
REPOSITORY                TAG         IMAGE ID      CREATED     SIZE        R/O
docker.io/library/alpine  latest      3d81c46cd875  3 days ago  5.56 MB     true

図9.116 abos-ctrl podman-storage のイメージコピー例

	イメージを書き込み可能ストレージに取得します。
	`abos-ctrl podman-storage` をオプション無しで実行します。
	書き込み可能ストレージにイメージがある場合に対応を聞かれます。今回はコピー（copy)します。
	`abos-ctrl podman-storage` にオプションを指定しなかったので、ストレージが tmpfs のままになります。すでに `--disk` で切り替えた場合にディスクのままでも可能です。
	コピーの確認します。イメージが読み取り専用（R/O, Read only）になりました。

podman が壊れやすいので、デフォルトの「abos-ctrl podman-storage --tmpfs」で運用することを推奨しますが、tmpfs の容量が小さくてイメージの操作には向いてません。

開発時には「abos-ctrl podman-storage --disk」の状態で作業を行い、運用時には「abos-ctrl podman-storage --tmpfs」に戻してください。戻る際に「copy」を選択肢する場合は一時的なストレージをそのまま使いつづけますので、すべての変更が残ります。

SWUpdate でアップデートをインストールする際には、/var/lib/containers/storage_readonly ディレクトリの不要になったイメージを自動的に削除します。

自動起動させる予定がなくても、「コンテナの自動起動」を参考にして、 /etc/atmark/containers/*.conf を使ってください。 set_autostart no を設定することで自動実行されません。

9.2.5.3. イメージを SWUpdate で転送する方法

イメージをファイルに保存する：

[armadillo ~]$ podman image save -o <myimage>.tar <localimage>

ファイルをSWUpdateのイメージに入れる。

二つのやり方があります：

swuイメージ内に組み込む

[ATDE ~/mkswu]$ cp /usr/share/mkswu/examples/embed_container_nginx.desc .
[ATDE ~/mkswu]$ cp -r /usr/share/mkswu/examples/nginx_start .
[ATDE ~/mkswu]$ cat embed_container_nginx.desc
swdesc_option version=1

swdesc_embed_container "nginx_alpine.tar"
swdesc_files --extra-os nginx_start
[ATDE ~/mkswu]$ podman pull --arch arm64 docker.io/nginx:alpine
[ATDE ~/mkswu]$ podman run --rm docker.io/nginx:alpine uname -m
aarch64
[ATDE ~/mkswu]$ podman save docker.io/nginx:alpine > nginx_alpine.tar
[ATDE ~/mkswu]$ mkswu embed_container_nginx.desc
Enter pass phrase for /home/atmark/mkswu/swupdate.key:
embed_container_nginx.swu を作成しました

USBドライブに保存する

[ATDE ~/mkswu]$ cp /usr/share/mkswu/examples/usb_container_nginx.desc .
[ATDE ~/mkswu]$ cp -r /usr/share/mkswu/examples/nginx_start .
[ATDE ~/mkswu]$ cat usb_container_nginx.desc
swdesc_option version=1

swdesc_usb_container "nginx_alpine.tar"
swdesc_files --extra-os nginx_start
[ATDE ~/mkswu]$ podman pull --arch arm64 docker.io/nginx:alpine
[ATDE ~/mkswu]$ podman run --rm docker.io/nginx:alpine uname -m
aarch64
[ATDE ~/mkswu]$ podman save docker.io/nginx:alpine > nginx_alpine.tar
[ATDE ~/mkswu]$ mkswu -o usb_container_nginx.swu usb_container_nginx.desc
Enter pass phrase for /home/atmark/mkswu/swupdate.key:
以下のファイルをUSBメモリにコピーしてください：
'/home/atmark/mkswu/usb_container_nginx.swu'
'/home/atmark/mkswu/nginx_alpine.tar'
'/home/atmark/mkswu/.usb_container_nginx/nginx_alpine.tar.sig'

usb_container_nginx.swu を作成しました。

9.3. マルチメディアデータを扱う

9.3.1. GStreamer - マルチメディアフレームワーク

9.3.1.1. GStreamer - マルチメディアフレームワークとは

GStreamer は、オープンソースのマルチメディアフレームワークです。小さなコアライブラリに様々な機能をプラグインとして追加できるようになっており、多彩な形式のデータを扱うことができます。 GStreamer で扱うことができるデータフォーマットの一例を下記に示します。

コンテナフォーマット: mp4, avi, mpeg-ps/ts, mkv/webm, ogg
動画コーデック: H.264/AVC, VP8, VP9
音声コーデック: AAC, MP3, Theora, wav
画像フォーマット: JPEG, PNG, BMP
ストリーミング: http, rtp

GStreamer では、マルチメディアデータをストリームとして扱います。ストリームを流すパイプラインの中に、エレメントと呼ばれる処理単位を格納し、それらを繋ぎ合わせることで、デコードやエンコードなどの処理を行います。

9.3.2. GStreamer 実行用コンテナを作成する

この章における GStreamer の実行例はアットマークテクノが提供する debian イメージから作成したコンテナ内で実行することを想定しています。ここではアットマークテクノが提供するイメージからコンテナを作成します。このイメージに関しては「アットマークテクノが提供するイメージを使う」を参照してください。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/gst_example.conf
set_image at-debian-image
set_command weston --tty=7
add_devices /dev/dri /dev/galcore
add_devices /dev/mxc_hantro /dev/mxc_hantro_vc8000e
add_devices /dev/ion
add_devices /dev/input /dev/tty7
add_volumes /run/udev:/run/udev:ro
add_volumes /opt/firmware:/opt/firmware:ro
add_args --cap-add=SYS_TTY_CONFIG
add_volumes /tmp/xdg_home:/run/xdg_home
add_args --env=XDG_RUNTIME_DIR=/run/xdg_home
# カメラをコンテナ内で video3 として見せます
# パスがカメラによって変わりますので、自分の環境にあわせて
# 設定してください。
add_device /dev/v4l/by-path/platform-xhci-hcd.1.auto-usb-0:1.1:1.0-video-index1 /dev/video3
[armadillo ~]# podman_start gst_example
Starting 'gst_example'
b53c127075cdd157a2118f37121451ec58f2c273b84da197d61b4468a8328a8b
[armadillo ~]# podman exec -ti gst_example bash
[container /]#

図9.117 GStreamer を実行するためのコンテナ作成例

コンテナ内では最初に GStreamer をインストールします。

[container /]# apt update
[container /]# apt install gstreamer1.0-imx gstreamer1.0-imx-tools \
gstreamer1.0-tools gstreamer1.0-plugins-good gstreamer1.0-plugins-bad

図9.118 gstreamer のインストール

次に、コンテナ内で画面表示を行うためのデスクトップ環境を起動します。ここでは weston を起動します。

[container /]# weston --tty=7 &

図9.119 weston の起動

--tty=7 のオプションは画面表示に使用する tty の値を設定してください。

次に、音声を出力するのに必要な pulseaudio を起動します。

[conteiner /]# apt install pulseaudio
[container /]# pulseaudio --start --exit-idle-time=-1

図9.120 pulseaudio の起動

以上により、GSreamer をコンテナ内で実行できるようになります。

9.3.3. GStreamer パイプラインの実行例

パイプラインの実行例を以下に示します。

[container ~]# gst-launch-1.0 filesrc location=<ファイルパス> \
! qtdemux name=demux0 demux0.video_0 ! h264parse ! queue ! vpudec ! queue \
! waylandsink window-width=1920 window-height=1080 demux0.audio_0 ! queue ! beepdec ! autoaudiosink

図9.121 GStreamer の実行例

GStreamer のパイプラインは、シェルスクリプトのパイプ構文の構造に似ています。GStreamer の各エレメントとシェルスクリプト内のコマンドを対比することができます。構文的な違いとして、 GStreamer のパイプラインは「!」を使って各エレメントを繋ぎますが、シェルスクリプトは「|」を使います。

上記例は、GStreamer のデバッグ/プロトタイピング用のコマンドラインツールである gst-launch-1.0 を使って説明しましたが、GStreamer はライブラリとして提供されているため、GStreamer を使ったマルチメディア機能を自作のアプリケーションプログラムに組み込むことができます。API やアプリケーション開発マニュアルは、gstreamer.freedesktop.org の Documentation ページ (http://gstreamer.freedesktop.org/documentation/)から参照することができます。

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4が採用している SoC である i.MX 8M Plus は、動画のデコード/エンコードを行うための Video Processing Unit(VPU) と呼ばれる専用プロセッサを搭載しています。Armadillo-IoT ゲートウェイ G4には、この VPU を使用するための GStreamer エレメントがインストールされており、以下の動画コーデックではメイン CPU のパフォーマンスを落とすことなく動画のデコード/エンコードが行なえます。

デコード可能なコーデック
- H.264/AVC
- VP8
- VP9
エンコード可能なコーデック
- H.264/AVC

以降の章では、これらのコーデックに対する GStreamer の実行例を紹介します。

上記で挙げたコーデック以外のものであってもデコード/エンコードは可能ですが、その場合は CPU を使ったソフトウェア処理となってしまうため、システム全体のパフォーマンスは低下します。

9.3.4. 動画を再生する

GStreamer を使用して動画を再生するための実行例を、音声を含んでいる動画と含んでいない動画の 2 通りについて示します。 VPU でハードウェアデコードを行う GStreamer エレメントとして vpudec を使うことができます。

9.3.4.1. H.264/AVC 動画を再生する

[container ~]# gst-launch-1.0 filesrc location=<ファイルパス> \
! qtdemux name=demux0 demux0.video_0 ! h264parse ! queue ! vpudec ! queue \
! waylandsink window-width=1920 window-height=1080 demux0.audio_0 ! queue ! beepdec ! autoaudiosink

図9.122 H.264/AVC 動画の再生(音声あり)

[container ~]# gst-launch-1.0 filesrc location=<ファイルパス> \
! qtdemux ! h264parse ! vpudec ! queue ! waylandsink window-width=1920 window-height=1080

図9.123 H.264/AVC 動画の再生(音声なし)

9.3.4.2. VP8 動画を再生する

[container ~]# gst-launch-1.0 filesrc location=<ファイルパス> \
! matroskademux name=demux0 demux0.video_0 ! queue ! vpudec ! queue \
! waylandsink window-width=1920 window-height=1080 demux0.audio_0 ! queue ! beepdec ! autoaudiosink

図9.124 VP8 動画の再生(音声あり)

[container ~]# gst-launch-1.0 filesrc location=<ファイルパス> \
! matroskademux ! vpudec ! queue ! waylandsink window-width=1920 window-height=1080

図9.125 VP8 動画の再生(音声なし)

9.3.4.3. VP9 動画を再生する

[container ~]# gst-launch-1.0 filesrc location=<ファイルパス> \
! matroskademux name=demux0 demux0.video_0 ! queue ! vpudec ! queue \
! waylandsink window-width=1920 window-height=1080 demux0.audio_0 ! queue ! beepdec ! autoaudiosink

図9.126 VP9 動画の再生(音声あり)

[container ~]# gst-launch-1.0 filesrc location=<ファイルパス> \
! matroskademux ! vpudec ! queue ! waylandsink window-width=1920 window-height=1080

図9.127 VP9 動画の再生(音声なし)

9.3.5. ストリーミングデータを再生する

GStreamer を使用してネットワーク上にある動画ファイルを HTTP 及び RTSP でストリーミング再生する実行例を示します。 VPU でハードウェアデコードを行う GStreamer エレメントとして vpudec を使うことができます。

9.3.5.1. HTTP ストリーミング

[container ~]# gst-launch-1.0 souphttpsrc location=<動画ファイルのURI> \
! qtdemux name=demux demux. ! queue ! vpudec ! queue \
! waylandsink demux. ! queue ! beepdec ! autoaudiosink

図9.128 HTTP ストリーミングの再生(音声あり)

[container ~]# gst-launch-1.0 souphttpsrc location=<動画ファイルのURI> \
! qtdemux ! queue ! vpudec ! queue ! waylandsink

図9.129 HTTP ストリーミングの再生(音声なし)

9.3.5.2. RTSP ストリーミング

[container ~]# gst-launch-1.0 rtspsrc location=<動画ファイルのURI> name=source \
! queue ! rtph264depay ! vpudec ! queue ! waylandsink source. ! queue \
! rtpmp4gdepay ! aacparse ! beepdec ! autoaudiosink

図9.130 RTSP ストリーミングの再生(音声あり)

[container ~]# gst-launch-1.0 rtspsrc location=<動画ファイルのURI> \
! queue ! rtph264depay ! vpudec ! queue ! waylandsink

図9.131 RTSP ストリーミングの再生(音声なし)

9.3.6. USB カメラからの映像を表示する

GStreamer の v4l2src エレメントを使うことで、V4L2(Video for Linux 2) デバイスとして実装されているカメラデバイスから映像を取得できます。どのデバイスから映像を取得するかは、v4l2src エレメントの device プロパティにデバイスファイル名を指定することで変更できます。 UVC 対応 USB カメラなども同様に v4l2src で扱うことができるので、ここでは USB カメラからの映像を表示する実行例を示します。

加えて、カメラの他にマイクも接続していて、同時にマイクからの音声も出力する場合の例も示しています。実行例中のデバイスファイル /dev/video1 の部分や、縦横サイズである width や height の値は実行する環境によって異なる可能性がありますので、適宜変更してください。また、/dev/v4l/by-id ディレクトリの下に、接続しているカメラ名の付いた /dev/videoN へのシンボリックリンクがありますので、デバイスとしてそれを指定することも可能です。

[container ~]# gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video1 \
! video/x-raw,width=640,height=480,framerate=30/1 \
! waylandsink window-width=640 window-height=480 pulsesrc \
! audio/x-raw,rate=44100,channels=2 ! autoaudiosink

図9.132 USB カメラからの映像表示(音声あり)

[container ~]# gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video1 \
! video/x-raw,width=640,height=480,framerate=30/1 \
! waylandsink window-width=640 window-height=480

図9.133 USB カメラからの映像表示(音声なし)

9.3.7. USBカメラからの映像を録画する

加えて、カメラの他にマイクも接続していて、映像の保存と同時にマイクからの音声も MP3 へエンコードして保存する場合の例も示しています。実行例中のデバイスファイル /dev/video1 の部分や、縦横サイズである width や height の値は実行する環境によって異なる可能性がありますので、適宜変更してください。また、/dev/v4l/by-id ディレクトリの下に、接続しているカメラ名の付いた /dev/videoN へのシンボリックリンクがありますので、デバイスとしてそれを指定することも可能です。

パイプライン停止時に EOS イベントを発行するように、gst-launch-1.0 コマンドに-e オプションを付けています。エンコードを終了するには、Ctrl-C で gst-launch-1.0 コマンドを停止してください。

9.3.7.1. H.264/AVC で録画する

VPU でハードウェアエンコードを行う GStreamer エレメントとして vpuenc_h264 を使うことができます。

[container ~]# gst-launch-1.0 -e v4l2src device=/dev/video1 \
! video/x-raw,width=640,height=480,framerate=30/1 \
! queue ! vpuenc_h264 ! h264parse ! queue ! mux. pulsesrc \
! audio/x-raw,rate=44100,channels=2 ! lamemp3enc ! queue \
! mux. qtmux name=mux ! filesink location=./output.mp4

図9.134 USB カメラからの映像をH.264で録画(音声あり)

[container ~]# gst-launch-1.0 -e v4l2src device=/dev/video1 \
! video/x-raw,width=640,height=480,framerate=30/1 \
! queue ! vpuenc_h264 ! h264parse ! queue \
! filesink location=./output.mp4

図9.135 USB カメラからの映像をH.264で録画(音声なし)

表示と録画を同時に行う

[container ~]# gst-launch-1.0 -e v4l2src device=/dev/video1 \
! video/x-raw,width=640,height=480,framerate=30/1 \
! tee name=t1 ! queue ! vpuenc_h264 ! h264parse ! queue ! mux. pulsesrc \
! tee name=t2 ! audio/x-raw,rate=44100,channels=2 ! lamemp3enc ! queue \
! mux. qtmux name=mux ! filesink location=./output.mp4 t1. ! queue \
! waylandsink window-width=640 window-height=480 t2. ! queue ! autoaudiosink

図9.136 USB カメラからの映像を表示しながらH.264で録画(音声あり)

[container ~]# gst-launch-1.0 -e v4l2src device=/dev/video1 \
! video/x-raw,width=640,height=480,framerate=30/1 \
! tee name=t1 ! queue ! vpuenc_h264 ! h264parse ! queue \
! qtmux ! filesink location=./output.mp4 t1. ! queue \
! waylandsink window-width=640 window-height=480

図9.137 USB カメラからの映像を表示しながらH.264で録画(音声なし)

9.3.8. Video Processing Unit(VPU)

9.3.8.1. Video Processing Unit とは

Video Processing Unit(以下、VPU) とは i.MX 8M Plus に搭載されている、動画のエンコード/デコード処理専用のプロセッサです。動画のエンコード/デコード処理は、システムに負荷をかけることが多く、メイン CPU で処理を行うとシステム全体のパフォーマンスが低下します。 VPU を利用することでシステム全体のパフォーマンスを落とすことなく、動画のエンコード/デコード処理を行うことができます。

VPU が対応しているフォーマットは以下の通りです。

デコーダーが対応しているフォーマット
- H.264/AVC
- VP8
- VP9
エンコーダが対応しているフォーマット
- H.264/AVC

9.3.8.2. VPUの仕様

H.264/AVC デコーダー

表9.4 H.264/AVC デコーダー仕様

Profile	High、Main、Baseline
Min resolution	48x48
Max resolution	1920x1080
Frame rate	60 fps
Bitrate	60 Mbps

VP8 デコーダー

表9.5 VP8 デコーダー仕様

Profile	-
Min resolution	48x48
Max resolution	1920x1080
Frame rate	60 fps
Bitrate	60 Mbps

VP9 デコーダー

表9.6 VP9 デコーダー仕様

Profile	Profile 0, 2
Min resolution	72x72
Max resolution	1920x1080
Frame rate	60 fps
Bitrate	100 Mbps

H.264/AVC エンコーダー

表9.7 H.264/AVC エンコーダー仕様

Profiles	Baseline、Main、High、High 10
Maximum Luma pixel sample rate	1920x1080 @ 60 fps
Slices	I, P and B slices
Frame Types	Progressive
Entropy encoding	CABAC、CAVLC
Error resilience	Slices
Maximum MV range	Horizontal (P slice) in pixels: +/-139 Horizontal (B slice) in pixels: +/-75 Vertical (P or B slice) in pixels: Config1: +/-13 (planned) Config2: +/-21 Config3: +/-29 (planned) Config4: +/-45 (planned) Config5: +/-61 (planned) (= Search Window Size -3 pixels)
MV accuracy	1/4 pixel
Supported block sizes	Macroblock and sub-macroblock partitions: Intra PU: 16x16 / 8x8 / 4x4 Inter PU: 16x16 / 8x16 / 16x8 TU: 4x4 and 8x8 transforms
Intra-prediction modes	16x16: 4 modes 8x8: 9 modes 4x4: 9 modes
Maximum number of reference frames	2
Encoding picture type	Only progressive frame
IPCM encoding	Supported
Temporal scalable video coding	Up to 5 layers including the base layer
IPCM	IPCM rectangle mode
ROI / ROI_map	Absolute QP and qpoffset mode (-32 〜 31) User controllable CU coded as IPCM CU or skip CU

9.4. Armadilloのソフトウェアをビルドする

ここでは、Armadillo-IoT ゲートウェイ G4で使用するソフトウェアのビルド方法を説明します。

9.4.1. ブートローダーをビルドする

ここでは、Armadillo-IoT ゲートウェイ G4向けのブートローダーイメージをビルドする方法を説明します。

ブートローダーのビルドに必要なパッケージのインストール

次のコマンドを実行します。

[PC ~]$ sudo apt install build-essential git wget gcc-aarch64-linux-gnu libgcc-*-dev-arm64-cross bison flex zlib1g-dev bash python3-pycryptodome python3-pyelftools device-tree-compiler

ソースコードの取得
Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 ブートローダーから「ブートローダーソース」ファイル (imx-boot-[VERSION].tar.gz) を次のようにダウンロードします。
```
[PC ~]$ wget https://download.atmark-techno.com/armadillo-iot-g4/bootloader/imx-boot-[VERSION].tar.gz
[PC ~]$ tar xf imx-boot-[VERSION].tar.gz
[PC ~]$ cd imx-boot-[VERSION]
```

ビルド

次のコマンドを実行します。

[PC ~/imx-boot-[VERSION]]$ make imx-boot_armadillo_x2
:
: (省略)
:
Second Loader IMAGE:
 sld_header_off         0x58000
 sld_csf_off            0x59020
 sld hab block:         0x401fcdc0 0x58000 0x1020
make[1]: ディレクトリ '/home/atmark/imx-boot-[VERSION]/imx-mkimage' から出ます
cp imx-mkimage/iMX8M/flash.bin imx-boot_armadillo_x2

初めてのビルドの場合、i.MX 8M Plusに必要なファームウェアの EULA への同意を求められます。内容を確認の上、同意してご利用ください。^[8]

Welcome to NXP firmware-imx-8.11.bin

You need to read and accept the EULA before you can continue.

LA_OPT_NXP_Software_License v19 February 2021
:
: (省略)
:
Do you accept the EULA you just read? (y/N)

ビルド結果の確認

次のコマンドを実行します。

[PC ~/imx-boot-[VERSION]]$ ls imx-boot_armadillo_x2
imx-boot_armadillo_x2

9.4.2. Linux カーネルをビルドする

ここでは、Armadillo-IoT ゲートウェイ G4向けのLinuxカーネルイメージをビルドする方法を説明します。

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4では、基本的にはLinuxカーネルイメージをビルドする必要はありません。「Alpine Linux ルートファイルシステムをビルドする」の手順を実施することで、標準のLinuxカーネルイメージがルートファイルシステムに組み込まれます。

標準のLinuxカーネルイメージは、アットマークテクノが提供する linux-at というAlpine Linux用のパッケージに含まれています。

カスタマイズしたLinuxカーネルイメージを利用するには、「Alpine Linux ルートファイルシステムをビルドする」の手順の中で、 ax2/packages から linux-at-x2@atmark と記載された行を削除し、 ax2/resources/boot/ にイメージを配置する必要があります。

Linuxカーネルのビルドに必要なパッケージのインストール

次のコマンドを実行します。

[PC ~]$ sudo apt install crossbuild-essential-arm64 bison flex python3-pycryptodome python3-pyelftools zlib1g-dev libssl-dev bc firmware-misc-nonfree firmware-libertas firmware-atheros wireless-regdb

ソースコードの取得
Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 Linuxカーネルから「Linuxカーネル」ファイル (linux-at-[VERSION].tar) をダウンロードして、次のコマンドを実行します。
```
[PC ~]$ tar xf linux-at-[VERSION].tar
[PC ~]$ tar xf linux-at-[VERSION]/linux-[VERSION].tar.gz
[PC ~]$ cd linux-[VERSION]
```
デフォルトコンフィギュレーションの適用
次のコマンドを実行します。
```
[PC ~/linux-[VERSION]]$ make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- x2_defconfig
```

カーネルコンフィギュレーションの変更

次のコマンドを実行します。カーネルコンフィギュレーションの変更を行わない場合はこの手順は不要です。

[PC ~]$ make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- menuconfig

コマンドを実行するとカーネルコンフィギュレーション設定画面が表示されます。カーネルコンフィギュレーションを変更後、"Exit"を選択して「Do you wish to save your new kernel configuration? (Press <ESC><ESC> to continue kernel configuration.)」で"Yes"とし、カーネルコンフィギュレーションを確定します。

 .config - Linux/arm64 5.10.86 Kernel Configuration
 ─────────────────────────────────────────────
  ┌────────── Linux/arm64 5.10.86 Kernel Configuration ───────────┐
  │  Arrow keys navigate the menu.  <Enter> selects submenus ---> (or empty submenus   │
  │  ----).  Highlighted letters are hotkeys.  Pressing <Y> includes, <N> excludes, <M>│
  │  modularizes features.  Press <Esc><Esc> to exit, <?> for Help, </> for Search.    │
  │  Legend: [*] built-in  [ ] excluded  <M> module  < > module capable                │
  │ ┌───────────────────────────────────────┐ │
  │ │         General setup  --->                                                  │ │
  │ │     [*] Support DMA zone                                                     │ │
  │ │     [*] Support DMA32 zone                                                   │ │
  │ │         Platform selection  --->                                             │ │
  │ │         Kernel Features  --->                                                │ │
  │ │         Boot options  --->                                                   │ │
  │ │         Power management options  --->                                       │ │
  │ │         CPU Power Management  --->                                           │ │
  │ │         Firmware Drivers  --->                                               │ │
  │ │     [ ] Virtualization  ----                                                 │ │
  │ │     -*- ARM64 Accelerated Cryptographic Algorithms  --->                     │ │
  │ │         General architecture-dependent options  --->                         │ │
  │ │     [*] Enable loadable module support  --->                                 │ │
  │ │     [*] Enable the block layer  --->                                         │ │
  │ │         IO Schedulers  --->                                                  │ │
  │ │         Executable file formats  --->                                        │ │
  │ │         Memory Management options  --->                                      │ │
  │ │     [*] Networking support  --->                                             │ │
  │ │         Device Drivers  --->                                                 │ │
  │ │         File systems  --->                                                   │ │
  │ │         Security options  --->                                               │ │
  │ │     -*- Cryptographic API  --->                                              │ │
  │ │         Library routines  --->                                               │ │
  │ │         Kernel hacking  --->                                                 │ │
  │ │                                                                              │ │
  │ └───────────────────────────────────────┘ │
  ├──────────────────────────────────────────┤
  │              <Select>    < Exit >    < Help >    < Save >    < Load >              │
  └──────────────────────────────────────────┘


	Linux Kernel Configuration メニューで"/"キーを押下すると、カーネルコンフィギュレーションの検索を行うことができます。カーネルコンフィギュレーションのシンボル名(の一部)を入力して"Ok"を選択すると、部分一致するシンボル名を持つカーネルコンフィギュレーションの情報が一覧されます。

ビルド

次のコマンドを実行します。

[PC ~/linux-[VERSION]]$ make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- -j5

ビルド結果の確認

次のコマンドを実行します。

[PC ~/linux-[VERSION]]$ ls arch/arm64/boot/Image
arch/arm64/boot/Image
[PC ~/linux-[VERSION]]$ ls arch/arm64/boot/dts/freescale/armadillo_*.dtb
arch/arm64/boot/dts/freescale/armadillo_iotg_g4-nousb.dtb
arch/arm64/boot/dts/freescale/armadillo_iotg_g4.dtb

9.4.3. Alpine Linux ルートファイルシステムをビルドする

ここでは、alpine/build-rootfsを使って、 Alpine Linux ルートファイルシステムを構築する方法を説明します。

alpine/build-rootfsはPCで動作しているLinux上でArmadillo-IoT ゲートウェイ G4用の aarch64アーキテクチャに対応したAlpine Linux ルートファイルシステムを構築することができるツールです。

9.4.3.1. デフォルトのAlpine Linux ルートファイルシステムを構築する

ルートファイルシステムのビルドに必要な Podman のインストール
次のコマンドを実行します。
```
[PC ~]$ sudo apt install podman btrfs-progs xxhash
```
alpine/build-rootfsの入手
Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 開発用ツールから「Alpine Linuxルートファイルシステムビルドツール」ファイル (build-rootfs-[VERSION].tar.gz) を次のようにダウンロードします。
```
[PC ~/]$ wget https://download.atmark-techno.com/armadillo-iot-g4/tool/build-rootfs-latest.tar.gz
[PC ~/]$ tar xf build-rootfs-latest.tar.gz
[PC ~/]$ cd build-rootfs-[VERSION]
```

ビルド

次のコマンドを実行します。

パッケージをインターネット上から取得するため回線速度に依存しますが、ビルドには数分かかります。

[PC ~/build-rootfs-[VERSION]]$ sudo ./build_rootfs.sh
use default(board=ax2)
use default(arch=aarch64)
use default(outdir=/home/xxxx/at-optee-build/build-rootfs)
use default(output=baseos-x2-ATVERSION.tar.zst)
'repositories' -> '/etc/apk/repositories'
:
: (略)
:
> Creating rootfs archive
-rw-r--r--    1 root     root     231700480 Nov 26 07:18 rootfs.tar
ERROR: No such package: .make-alpine-make-rootfs
============================================
footprint[byte]  tarball[byte]  packages
      229904000       74942331  alpine-base coreutils chrony ...(省略)
============================================
done.


	ビルド時のログにエラー "ERROR: No such package: .make-alpine-make-rootfs" が出ていますが、正常時でも出力されるメッセージのため、問題はありません。


	リリース時にバージョンに日付を含めたくないときは --release を引数に追加してください。

任意のパス、ファイル名で結果を出力することもできます。

[PC ~/build-rootfs-[VERSION]]$ ./build_rootfs.sh ~/alpine.tar.gz
:
: (略)
:
[PC ~/build-rootfs-[VERSION]]$ ls ~/alpine.tar.gz
~/alpine.tar.gz

ビルド結果の確認

次のコマンドを実行します。

[PC ~/build-rootfs-[VERSION]]$ ls *tar.zst
baseos-x2-[VERSION].tar.zst

9.4.3.2. Alpine Linux ルートファイルシステムをカスタマイズする

alpine/build-rootfsディレクトリ直下にある ax2 ディレクトリ以下のファイルを変更し、 build_rootfs.shを実行することで、ルートファイルシステムをカスタマイズすることができます。

install
- resources/ ディレクトリ内のファイルを、ルートファイルシステムにインストールするためのスクリプト
resources/
- ルートファイルシステムにインストールするファイルを含んだディレクトリ
packages
- ルートファイルシステムにインストールするパッケージのリスト
fixup
- パッケージのインストールや上記installスクリプトの後に実行されるスクリプト
ファイル/ディレクトリを追加する

ax2/resources/ 以下に配置したファイルやディレクトリは、そのままルートファイルシステムの直下にコピーされます。デフォルトでは、 UIDとGIDは共にroot、パーミッションは 0744(ディレクトリの場合は 0755) となります。

ax2/install を修正することで、ファイルのUID、GID、パーミッションを変更することができます。 UID、GIDを変更する場合はchown、パーミッションを変更する場合はchmodを利用してください。

パッケージを変更する

ax2/packages を変更することで、ルートファイルシステムにインストールするパッケージをカスタマイズすることができます。

パッケージ名は1行に1つ書くことができます。パッケージ名はArmadillo上で"apk add" の引数に与えることのできる正しい名前で記載してください。誤ったパッケージ名を指定した場合は、ルートファイルシステムのビルドに失敗します。

利用可能なパッケージは以下のページで検索することができます。

Alpine Linuxルートファイルシステム使用した Armadilloで検索することもできます。

[armadillo ~]# apk list *ruby*
ruby-rmagick-4.1.2-r1 armhf {ruby-rmagick} (MIT)
ruby-concurrent-ruby-ext-1.1.6-r1 armhf {ruby-concurrent-ruby} (MIT)
ruby-net-telnet-2.7.2-r3 armhf {ruby} (Ruby AND BSD-2-Clause AND MIT)
:
: (省略)
:
ruby-mustache-1.1.1-r3 armhf {ruby-mustache} (MIT)
ruby-nokogiri-1.10.10-r0 armhf {ruby-nokogiri} (MIT)

9.5. SDブートの活用

本章では、microSDカードから直接起動(以降「SDブート」と表記します)する手順を示します。 SDブートを活用すると、microSDカードを取り替えることでシステムイメージを変更することができます。本章に示す手順を実行するためには、容量が8Gbyte以上のmicroSDカードを必要とします。


	SDブートを行った場合、ブートローダーの設定は microSDカードに保存されます。

9.5.1. ブートディスクの作成

ブートディスクイメージのビルドします
「Alpine Linux ルートファイルシステムをビルドする」で説明されているソースツリー alpine/build-rootfs にあるスクリプト build_image と「ブートローダーをビルドする」でビルドした imx-boot_armadillo_x2 を利用します。
VPU や NPU も使用する場合は、「VPU や NPU を使用する」で用意した imx_lib.img も組み込めます。
```
[PC ~/build-rootfs-[VERSION]]$ sudo ./build_image.sh \
        --boot ~/imx-boot-[VERSION]/imx-boot_armadillo_x2 \
        --firmware ~/at-imxlibpackage/imx_lib.img
: (省略)
[PC ~/build-rootfs-[VERSION]]$ ls baseos-x2*img
baseos-x2-[VERSION].img
```
ATDE に microSD カードを接続します。詳しくは「取り外し可能デバイスの使用」を参考にしてください。

microSD カードのデバイス名を確認します

[ATDE ~]$ ls /dev/sd?
/dev/sda  /dev/sdb
[ATDE ~]$ sudo fdisk -l /dev/sdb
Disk /dev/sdb: 7.22 GiB, 7751073792 bytes, 15138816 sectors
Disk model: SD/MMC
: (省略)

microSD カードがマウントされている場合、アンマウントします。

[ATDE ~]$ mount
: (省略)
/dev/sdb1 on /media/52E6-5897 type ext2 (rw,nosuid,nodev,relatime,uid=1000,gid=1000,fmask=0022,dmask=0077,codepage=cp437,iocharset=utf8,shortname=mixed,showexec,utf8,flush,errors=remount-ro,uhelper=udisks)
[ATDE ~]$ sudo umount /dev/sdb1

図9.138 自動マウントされたmicroSDカードのアンマウント

ブートディスクイメージの書き込み
```
[PC ~]$ sudo dd if=~/build-rootfs-[VERSION]/baseos-x2-[VERSION].img \
                of=/dev/sdb bs=1M oflag=direct status=progress
```
microSDカードの性能にもよりますが、書き込みには5分程度かかります。

microSDカードのパーティション構成は次のようになっています。

表9.8 microSDカードのパーティション構成

パーティション	オフセット	サイズ	説明
-	0	10MiB	ブートローダー
1	10MiB	300MiB	A/B アップデートのA面パーティション
2	310MiB	300MiB	A/B アップデートのB面パーティション
3	610MiB	50MiB	ログ用パーティション
4	660MiB	200MiB	ファームウェア
5	860MiB	残り	アプリケーション用パーティション

gdiskで確認すると次のようになります。

[PC ~]$ sudo gdisk -l /dev/mmcblk0
GPT fdisk (gdisk) version 1.0.8

Partition table scan:
  MBR: protective
  BSD: not present
  APM: not present
  GPT: present

Found valid GPT with protective MBR; using GPT.
Disk /dev/mmcblk0: 15319040 sectors, 7.3 GiB
Sector size (logical/physical): 512/512 bytes
Disk identifier (GUID): 309AD967-470D-4FB2-835E-7963578102A4
Partition table holds up to 128 entries
Main partition table begins at sector 2 and ends at sector 33
First usable sector is 34, last usable sector is 15319006
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 20446 sectors (10.0 MiB)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1           20480          634879   300.0 MiB   8300  rootfs_0
   2          634880         1249279   300.0 MiB   8300  rootfs_1
   3         1249280         1351679   50.0 MiB    8300  logs
   4         1351680         1761279   200.0 MiB   8300  firm
   5         1761280        15319006   6.5 GiB     8300  app

9.5.2. SDブートの実行

「ブートディスクの作成」で作成したブートディスクから起動する方法を説明します。

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4に電源を投入する前に、ブートディスクをCON1(SD インターフェース)に挿入します。また、JP1ジャンパーをショート(SDブートに設定)します。

電源を投入します。

U-Boot SPL 2020.04-at7 (May 21 2022 - 11:21:55 +0900)
rv8803 rtc woken by interrupt
DDRINFO: start DRAM init
DDRINFO: DRAM rate 4000MTS
DDRINFO:ddrphy calibration done
DDRINFO: ddrmix config done
Normal Boot
Trying to boot from BOOTROM
image offset 0x8000, pagesize 0x200, ivt offset 0x0
NOTICE:  BL31: v2.4(release):lf-5.10.y-1.0.0-0-gba76d337e956
NOTICE:  BL31: Built : 11:08:22, Apr  6 2022


U-Boot 2020.04-at7 (May 21 2022 - 11:21:55 +0900)

CPU:   i.MX8MP[8] rev1.1 1600 MHz (running at 1200 MHz)
CPU:   Industrial temperature grade (-40C to 105C) at 40C
Model: Atmark-Techno Armadillo X2 Series
DRAM:    Hold key pressed for tests: t (fast) / T (slow)
2 GiB
WDT:   Started with servicing (10s timeout)
MMC:   FSL_SDHC: 1, FSL_SDHC: 2
Loading Environment from MMC... OK
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial

 BuildInfo:
  - ATF
  - U-Boot 2020.04-at7

first boot since power on
switch to partitions #0, OK
mmc1 is current device
flash target is MMC:1
Net:   eth0: ethernet@30be0000 [PRIME], eth1: ethernet@30bf0000
Fastboot: Normal
Saving Environment to MMC... Writing to MMC(1)... OK
Normal Boot
Hit any key to stop autoboot:  0
u-boot=>

ブートディスク上のLinuxカーネルを起動します。
```
u-boot=> boot
```

9.6. Armadilloのソフトウェアの初期化

microSD カードを使用し、Armadillo Base OS の初期化を行えます。


	初期化を行っても、ファームウェアパーティション(mmcblk2p4)は変更されません。故障が疑われる場合など、ファームウェアも初期化したい場合、初期化してから「VPU や NPU を使用する」を参考にしてもう一度書き込みしてください。

9.6.1. インストールディスクの作成

インストールディスクは二つの種類があります：

初期化インストールディスク。Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 インストールディスクイメージにある標準のイメージです。
開発が完了した Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 をクローンするためのインストールディスク。

9.6.1.1. 初期化インストールディスクの作成

512 MB 以上の microSD カードを用意してください。
標準のインストールディスクイメージを使用する場合は、 Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 インストールディスクイメージから「Armadillo Base OS」をダウンロードしてください。
「Armadilloのソフトウェアをビルドする」でビルドしたイメージを使用してインストールディスクを作成したい場合は、以下のコマンドを実行して、インストールディスクイメージを作成してください。
```
[ATDE ~/build-rootfs-[VERSION]]$ sudo ./build_image.sh \
        --firmware ~/at-imxlibpackage/imx_lib.img
: (省略)
[ATDE ~/build-rootfs-[VERSION]]$ ls baseos-x2*img
baseos-x2-[VERSION].img
[ATDE ~/build-rootfs-[VERSION]]$ sudo ./build_image.sh \
        --boot ~/imx-boot-[VERSION]/imx-boot_armadillo_x2 \
        --installer ./baseos-x2-[VERSION].img
```
コマンドの実行が完了すると、baseos-x2-[VERSION]-installer.img というファイルが作成されていますので、こちらを使用してください。
ATDE に microSD カードを接続します。詳しくは「取り外し可能デバイスの使用」を参考にしてください。

microSD カードのデバイス名を確認します

[ATDE ~]$ ls /dev/sd?
/dev/sda  /dev/sdb
[ATDE ~]$ sudo fdisk -l /dev/sdb
Disk /dev/sdb: 7.22 GiB, 7751073792 bytes, 15138816 sectors
Disk model: SD/MMC
: (省略)

microSD カードがマウントされている場合、アンマウントします。

[ATDE ~]$ mount
: (省略)
/dev/sdb1 on /media/52E6-5897 type ext2 (rw,nosuid,nodev,relatime,uid=1000,gid=1000,fmask=0022,dmask=0077,codepage=cp437,iocharset=utf8,shortname=mixed,showexec,utf8,flush,errors=remount-ro,uhelper=udisks)
[ATDE ~]$ sudo umount /dev/sdb1

ダウンロードしたファイルを展開し、imgファイルをmicroSDカードに書き込んでください。
Linux PCの場合、以下のようにmicroSDカードに書き込むことができます。
```
[ATDE ~]$ unzip baseos-x2-installer-[VERSION].zip
[ATDE ~]$ sudo dd if=baseos-x2-installer-[VERSION].img \
                  of=/dev/sdb bs=1M oflag=direct status=progress
```
また、Windowsの場合、エクスプローラー等でZipファイルからimgファイルを取り出し、「Win32 Disk Imager」などを使用してmicroSDカードに書き込むことができます。

9.6.1.2. 開発が完了した Armadillo をクローンするインストールディスクの作成

microSD カードを用意してください。Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 にインストールされてるソフトウェアをコピーしますので、場合によって 8GB 以上のカードが必要です。
初期化インストールディスクをベースとしますので、「初期化インストールディスクの作成」でビルドしたSDカードを使用できますが、用意されていなければ次のステップで自動的にダウンロードされます。

abos-ctrl make-installer を実行してください

[armadillo ~]# abos-ctrl make-installer
It looks like your SD card does not contain an installer image
Download base SD card image from https://armadillo.atmark-techno.com (~200MB) ? [y/N]
WARNING: it will overwrite your sd card!!
y
Downloading installer image
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100  167M  100  167M    0     0   104M      0  0:00:01  0:00:01 --:--:--  104M
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100    70  100    70    0     0   1441      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--  1458
Writing baseos-x2-installer-3.15.4-at.6.img to SD card (442M)
439353344 bytes (439 MB, 419 MiB) copied, 134 s, 3.3 MB/s
421+0 records in
421+0 records out
441450496 bytes (441 MB, 421 MiB) copied, 134.685 s, 3.3 MB/s
Verifying written image is correct
436207616 bytes (436 MB, 416 MiB) copied, 46 s, 9.5 MB/s
421+0 records in
421+0 records out
441450496 bytes (441 MB, 421 MiB) copied, 46.8462 s, 9.4 MB/s
Checking and growing installer main partition
GPT data structures destroyed! You may now partition the disk using fdisk or
other utilities.
Setting name!
partNum is 0
The operation has completed successfully.
e2fsck 1.46.4 (18-Aug-2021)
Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
Pass 2: Checking directory structure
Pass 3: Checking directory connectivity
Pass 4: Checking reference counts
Pass 5: Checking group summary information
rootfs_0: 2822/102400 files (0.5% non-contiguous), 352391/409600 blocks
(1/1) Installing e2fsprogs-extra (1.46.4-r0)
Executing busybox-1.34.1-r5.trigger
OK: 202 MiB in 197 packages
resize2fs 1.46.4 (18-Aug-2021)
Resizing the filesystem on /dev/mmcblk1p1 to 15547884 (1k) blocks.
The filesystem on /dev/mmcblk1p1 is now 15547884 (1k) blocks long.

Currently booted on /dev/mmcblk2p1
Copying boot image
Copying rootfs
301989888 bytes (302 MB, 288 MiB) copied, 10 s, 30.1 MB/s
300+0 records in
300+0 records out
314572800 bytes (315 MB, 300 MiB) copied, 10.3915 s, 30.3 MB/s
Copying /opt/firmware filesystem
Copying appfs
At subvol app/snapshots/volumes
At subvol app/snapshots/boot_volumes
At subvol app/snapshots/boot_containers_storage
Cleaning up and syncing changes to disk...
Installer updated successfully!

9.6.2. インストールディスクを使用する

JP1ジャンパーをショート(SDブートに設定)し、microSDカードをCON1に挿入します。
電源を投入すると、1分程度でeMMCのソフトウェアの初期化が完了します。
完了すると電源が切れます(LED4が消灯、コンソールに reboot: Power down が表示)。
電源を取り外し、続いてJP1ジャンパーとmicroSDカードを外してください。
10秒以上待ってから再び電源を入れると、初回起動時と同じ状態になります。

9.7. Armadilloのソフトウェアをアップデートする

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4では、開発・製造・運用それぞれに適した複数のソフトウェアアップデート方法を用意しています。本章では、それぞれのソフトウェアアップデート方法について説明します。

ソフトウェアアップデートを実現するソフトウェアの概要や仕様、用語については 12章ソフトウェア仕様 を参照してください。

9.7.1. SWUイメージとは

Armadillo Base OS ではソフトウェアアップデートのためにOS やコンテナ等を格納するためにSWUというイメージ形式を使います。

SWUイメージは swupdate (https://sbabic.github.io/swupdate/swupdate.html) によってArmadillo Base OS上で検証とインストールが実行されます。SWUイメージをArmadilloに転送するための方法は、用途や状況に合わせて様々な方法を用意しています。例えば、USBメモリから読み取る、ウェブサーバーからダウンロードする、hawkBitというWebアプリケーションを使うなどです。

9.7.2. SWUイメージの作成

SWUイメージの作成には、mkswu というツールを使います。

mkswu に含まれる mkswu を実行すると、アップデート対象やバージョン等の情報を記載した .desc ファイルに含まれる命令を順次実行してイメージを作り上げます。

詳しくは「mkswu の desc ファイル」を参考にしてください。

mkswu の取得

[ATDE ~]$ sudo apt update && sudo apt install mkswu

インストール済みの場合は、以下のコマンドを実行し最新版への更新を行ってください。

[ATDE ~]$ sudo apt update && sudo apt upgrade

git のバージョンからアップデートする場合、 mkswu --import で以前使っていたコンフィグをロードしてください。

[ATDE ~/swupdate-mkimage]$ mkswu --import
コンフィグファイルを更新しました：/home/atmark/swupdate-mkimage/mkswu.conf
/home/atmark/swupdate-mkimage/mkswu.conf のコンフィグファイルとその鍵を
/home/atmark/mkswu にコピーします。
mkdir: ディレクトリ '/home/atmark/mkswu' を作成しました
'/home/atmark/swupdate-mkimage/swupdate.key' -> '/home/atmark/mkswu/swupdate.key'
'/home/atmark/swupdate-mkimage/swupdate.pem' -> '/home/atmark/mkswu/swupdate.pem'
/home/atmark/swupdate-mkimage/mkswu.conf のコンフィグファイルを
/home/atmark/mkswu/mkswu.conf にコピーしました。
mkswu でイメージ作成を試してから前のディレクトリを消してください。

最初に行う設定

mkswu --init を実行して鍵や最初の書き込み用のイメージを生成します。作成する鍵は、swuパッケージを署名するために使用します。

過去に本手順を行っている場合、再度初回アップデート作業を行う必要はありません。再度アップデートを行う際には、Armadilloに配置した公開鍵に対応する秘密鍵でアップデートを行いますので、「mkswu の desc ファイル」を参考にしてください。

[ATDE ~]$ mkswu --init
mkdir: ディレクトリ '/home/atmark/mkswu' を作成しました
コンフィグファイルを更新しました：/home/atmark/mkswu/mkswu.conf
証明書のCommon nameを入力してください: [COMMON_NAME] 
証明書の鍵のパスワードを入力ください（4-1024文字）
証明書の鍵のパスワード（確認）:
Generating an EC private key
writing new private key to '/home/atmark/mkswu/swupdate.key'
 -----
アップデートイメージを暗号化しますか？ (N/y) 
アットマークテクノが作成したイメージをインストール可能にしますか？ (Y/n) 
rootパスワード: 
rootパスワード（確認）:
atmarkユーザのパスワード（空の場合はアカウントをロックします）: 
atmarkユーザのパスワード（確認）:
BaseOSイメージのarmadillo.atmark-techno.comサーバーからの自動アップデートを行いますか？ (y/N) 
/home/atmark/mkswu/initial_setup.swu を作成しました。

"/home/atmark/mkswu/initial_setup.swu" をそのまま使うことができますが、
モジュールを追加してイメージを再構築する場合は次のコマンドで作成してください：
  mkswu "/home/atmark/mkswu/initial_setup.desc" [他の.descファイル]

インストール後は、このディレクトリを削除しないように注意してください。
鍵を失うと新たなアップデートはデバイスの /etc/swupdate.pem
を修正しないとインストールできなくなります。

[ATDE ~]$ ls ~/mkswu
initial_setup.desc  initial_setup.swu  mkswu.conf
swupdate.aes-key    swupdate.key       swupdate.pem

	COMMON_NAME には証明鍵の「common name」として会社や製品が分かるような任意の名称を入力してください。
	証明鍵を保護するパスフレーズを2回入力します。
	swuイメージ自体を暗号化する場合に「y」を入力します。詳細は「SWUpdate と暗号化について」を参考にしてください。
	アットマークテクノのアップデートをインストールしない場合は「n」を入力します。
	rootのパスワードを2回入力します。
	atmarkユーザーのパスワードを2回入力します。何も入力しない場合はユーザーをロックします。
	自動アップデートを無効のままで進みます。ここで「y」を入れると、定期的にアットマークテクノのサーバーからアップデートの有無を確認し、自動的にインストールします。
	作成したファイルを確認します。「swupdate.aes-key」は暗号化の場合にのみ作成されます。

このイメージは初回インストール用の署名鍵を使って、作成した鍵とユーザーのパスワードを設定します。

インストール後にコンフィグの mkswu.conf と鍵の　swupdate.* をなくさないようにしてください。

このイメージに他の変更も入れれます。他の /usr/share/mkswu/examples/ ディレクトリにある.descファイルや「mkswu の desc ファイル」を参考にして、以下の例のように同じswuにいくつかの.descを組み込めます。

例えば、opensshを有効にします。

[ATDE ~/mkswu]$ cp -rv /usr/share/mkswu/examples/enable_sshd* .
: (省略)
'/usr/share/mkswu/examples/enable_sshd/root/.ssh/authorized_keys'
    -> './enable_sshd/root/.ssh/authorized_keys'
'/usr/share/mkswu/examples/enable_sshd.desc' -> './enable_sshd.desc'
[ATDE ~/mkswu]$ cp ~/.ssh/id_rsa.pub \
                 enable_sshd/root/.ssh/authorized_keys
[ATDE ~/mkswu]$ mkswu initial_setup.desc enable_sshd.desc
enable_sshd.desc を組み込みました。
initial_setup.swu を作成しました。

イメージのインストール
「イメージのインストール」を参考に、作成したイメージをインストールしてください。
次回以降のアップデート
次回以降のアップデートは作成した証明鍵を使用してArmadillo-IoT ゲートウェイ G4 のSWUイメージを作成します。
.desc ファイルの内容は /usr/share/mkswu/examples/ のディレクトリや「mkswu の desc ファイル」を参考にしてください。

9.7.3. イメージのインストール

イメージをインストールする方法として以下に示すような方法があります。

USBメモリまたはSDカードからの自動インストール

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4にUSBメモリを接続すると自動的にアップデートが始まります。アップデート終了後にArmadillo-IoT ゲートウェイ G4は自動で再起動します。

USBメモリやSDカードをvfatもしくはext4形式でフォーマットし、作成した.swuのファイルをディレクトリを作らずに配置してください。

ATDE上でUSBメモリ/microSDカードのパーティションを作成・フォーマットする方法

https://armadillo.atmark-techno.com/howto/atde-partition-howto

[ATDE ~/mkswu]$ df -h
Filesystem           Size  Used Avail Use% Mounted on
: (省略)
/dev/sda1        15G  5.6G  9.1G  39% /media/USBDRIVE 
[ATDE ~/mkswu]$ cp initial_setup.swu /media/USBDRIVE/ 
[ATDE ~/mkswu]$ umount /media/USBDRIVE

	USBメモリがマウントされている場所を確認します。
	ファイルをコピーします。
	/media/USBDRIVEをアンマウントします。コマンド終了後にUSBメモリを取り外してください。

エラーの場合、/var/log/messageに保存されます。例えば、コンソールで証明の間違ったイメージのエラーを表示します：

[armadillo ~]# tail /var/log/messages
Nov 19 10:48:42 user.notice swupdate-auto-update: Mounting sda0 on /mnt
Nov 19 10:48:42 user.notice swupdate-auto-update: Trying update /mnt/initial_setup.swu
Nov 19 10:48:42 user.info swupdate: START Software Update started !
Nov 19 10:48:42 user.err swupdate: FAILURE ERROR : Signature verification failed 
Nov 19 10:48:42 user.err swupdate: FAILURE ERROR : Compatible SW not found
Nov 19 10:48:42 user.err swupdate: FATAL_FAILURE Image invalid or corrupted. Not installing ...

証明が間違ったメッセージ。

外部記憶装置からイメージのインストール（手動）

USBメモリやmicroSDカード等の外部記憶装置のルートディレクトリ以外にswuイメージを保存して、イメージのインストールを行います。ルートディレクトリに保存すると自動アップデートが行われますので、/var/log/messagesを確認してください。

以下は外部記憶装置が/dev/mmcblk1p1(microSDカード）として認識された場合に、イメージのインストールを行う例です。

[armadillo ~]# mount /dev/mmcblk1p1 /mnt
[armadillo ~]# swupdate -i /mnt/swu/initial_setup.swu
SWUpdate v5f2d8be-dirty

Licensed under GPLv2. See source distribution for detailed copyright notices.

[INFO ] : SWUPDATE running :  [main] : Running on AGX4500 Revision at1
[INFO ] : SWUPDATE started :  Software Update started !
[INFO ] : SWUPDATE running :  [read_lines_notify] : No base os update: copying current os over
[INFO ] : SWUPDATE running :  [read_lines_notify] : Removing unused containers
[INFO ] : SWUPDATE running :  [read_lines_notify] : swupdate triggering reboot!
Killed

ウェブサーバーからイメージのインストール（手動）
swuイメージをウェブサーバーにアップロードして、イメージのインストールを行います。以下は、http://server/initial_setup.swu のイメージをインストールする例です。

[armadillo ~]# swupdate -d '-u http://server/initial_setup.swu'
SWUpdate v5f2d8be-dirty

Licensed under GPLv2. See source distribution for detailed copyright notices.

[INFO ] : SWUPDATE running :  [main] : Running on AGX4500 Revision at1
[INFO ] : SWUPDATE running :  [channel_get_file] : Total download size is 25 kB.
[INFO ] : SWUPDATE started :  Software Update started !
[INFO ] : SWUPDATE running :  [read_lines_notify] : No base os update: copying current os over
[INFO ] : SWUPDATE running :  [read_lines_notify] : Removing unused containers
[INFO ] : SWUPDATE running :  [read_lines_notify] : swupdate triggering reboot!
Killed

ウェブサーバーからの定期的な自動インストール

swupdate-urlを有効にしたら、定期的にチェックしてインストールします。以下はサービスの有効化とタイミングの設定の例です。

[armadillo ~]# rc-update add swupdate-url 
[armadillo ~]# persist_file /etc/runlevels/default/swupdate-url 
[armadillo ~]#
    echo https://download.atmark-techno.com/armadillo-iot-g4/image/baseos-x2-latest.swu \
                        > /etc/swupdate.watch 
[armadillo ~]# echo 'schedule="0 tomorrow"' > /etc/conf.d/swupdate-url
[armadillo ~]# echo 'rdelay="21600"' >> /etc/conf.d/swupdate-url 
[armadillo ~]# persist_file /etc/swupdate.watch /etc/conf.d/swupdate-url

	swupdate-urlサービスを有効します。
	サービスの有効化を保存します。
	イメージのURLを登録します。一行ごとにイメージのURLを設定することができ、複数行にイメージのURLを設定することができます。
	チェックやインストールのスケジュールを設定します。
	変更した設定ファイルを保存します。

USBメモリからのアップデートと同様に、ログは/var/log/messagesに保存されます。


	initial_setupのイメージを作成の際に `/usr/share/mkswu/examples/enable_swupdate_url.desc` を入れると有効にすることができます。

hawkBit を使用した自動インストール
hawkBit で Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 を複数台管理してアップデートすることができます。以下の「hawkBitサーバーから複数のArmadilloに配信する」を参考にしてください。

9.7.4. hawkBitサーバーから複数のArmadilloに配信する

hawkBitサーバーを利用することで複数のArmadillo のソフトウェアをまとめてアップデートすることができます。

手順は次のとおりです。

コンテナ環境の準備
Dockerを利用すると簡単にサーバーを準備できます。 Dockerの準備については https://docs.docker.com/get-docker/ を参照してください。
Dockerの準備ができたら、要件に合わせてコンテナの設定を行います。
- ATDE の場合
  - apt update && apt install mkswu で最新のバージョンを確認してください。
  - ポート転送も必要です。一番シンプルな、プロキシを使用しない場合は 8080、 TLSを使う場合は 443 を転送してください。
    vmware を使う場合は vmware の NAT モードのネットワークを使用している仮想マシン上で Web サーバを構成するページを参考にしてください。
  - ホストPCのIPアドレスを控えておいてください。
- ATDE以外の場合
  - Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 開発用ツールから「Hawkbit docker-composeコンテナ」をダウンロードして展開してください。この場合、以下に /usr/share/mkswu/hawkbit-compose を使う際に展開先のディレクトリとして扱ってください。
  - dockerがアクセスできるホストネームやアドレスを控えておいてください。

hawkBitサーバーの準備

/usr/share/mkswu/hawkbit-compose/setup_container.sh を実行して、質問に答えてください。

以下に簡単な（TLSを有効にしない）テスト用の場合と、 TLSを有効にした場合の例を示します。

setup_container.sh を一度実行した場合はデータのディレクトリにある setup_container.sh のリンクを実行して、ユーザーの追加等のオプション変更を行うこともできます。詳細は`--help` を参考にしてください。

[ATDE ~]$ /usr/share/mkswu/hawkbit-compose/setup_container.sh
docker-compose の設定ファイルと hawkBit のデータをどこに保存しますか？ [/home/atmark/hawkbit-compose] 
setup_container.sh へのリンクを /home/atmark/hawkbit-compose に作ります。
docker サービスに接続できませんでした。sudo でもう一度試します。
[sudo] atmark のパスワード: 
OK!
Hawkbit admin user name [admin] 
admin ユーザーのパスワード:  
パスワードを再入力してください:
追加の管理人アカウントのユーザーネーム（空にすると追加しません） 
hawkBit の「device」ユーザーを登録しますか？（自動登録用） [Y/n]  
device ユーザーのパスワード:
パスワードを再入力してください:
hawkBit の「mkswu」ユーザーを登録しますか？（swuのアップロード用） [Y/n] 
ユーザーにロールアウトの権限を与えますか？（インストール要求を出すこと） [Y/n] 
mkswu ユーザーのパスワード:
パスワードを再入力してください:
Setup TLS reverse proxy? [y/N] 

コンテナの設定が完了しました。docker-compose コマンドでコンテナの管理が可能です。
/home/atmark/hawkbit-compose/setup_container.sh を再び実行すると設定の変更が可能です。
hawkBit コンテナを起動しますか？ [Y/n] 
Creating network "hawkbit-compose_default" with the default driver
Pulling mysql (mysql:5.7)...
: (省略)
Creating hawkbit-compose_hawkbit_1 ... done
Creating hawkbit-compose_mysql_1   ... done

図9.139 hawkBit コンテナのTLSなしの場合（テスト用）の実行例

	コンテナのコンフィグレーションとデータベースの場所を設定します。
	dockerの設定によってsudoが必要な場合もあります。
	admin ユーザーのユーザー名を入力します。
	admin ユーザーのパスワードを二回入力します。
	追加のユーザーが必要な場合に追加できます。
	`examples/hawkbit_register.desc` で armadillo を登録する場合に作っておいてください。詳細は「SWU で hawkBit を登録する」を参考にしてください。
	`hawkbit_push_update` でアップデートを CLI で扱う場合は、「Y」を入力してください。詳細は <sct.hawkbit_push_update>> を参照してください。
	`hawkbit_push_update` でアップデートを実行する場合は、「Y」を入力してください。
	ここでは http でテストのコンテナを作成するので、「N」のままで進みます。
	コンテナを起動します。初期化が終わったら <IP>:8080 でアクセス可能になります。

[ATDE ~]$ /usr/share/mkswu/hawkbit-compose/setup_container.sh
docker-compose の設定ファイルと hawkBit のデータをどこに保存しますか？ [/home/atmark/hawkbit-compose]
setup_container.sh へのリンクを /home/atmark/hawkbit-compose に作ります。
docker サービスに接続できませんでした。sudo でもう一度試します。
OK!
Hawkbit admin user name [admin]
admin ユーザーのパスワード:
パスワードを再入力してください:
パスワードが一致しません。
admin ユーザーのパスワード:
パスワードを再入力してください:
追加の管理人アカウントのユーザーネーム（空にすると追加しません）
hawkBit の「device」ユーザーを登録しますか？（自動登録用） [Y/n]
device ユーザーのパスワード:
パスワードを再入力してください:
hawkBit の「mkswu」ユーザーを登録しますか？（swuのアップロード用） [Y/n]
ユーザーにロールアウトの権限を与えますか？（インストール要求を出すこと） [Y/n]
mkswu ユーザーのパスワード:
パスワードを再入力してください:
Setup TLS reverse proxy? [y/N] y 
lighttpd が起動中で、リバースプロキシ設定と競合しています。
lighthttpd サービスを停止しますか？ [Y/n] 
Synchronizing state of lighttpd.service with SysV service script with /lib/systemd/systemd-sysv-install.
Executing: /lib/systemd/systemd-sysv-install disable lighttpd
Removed /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/lighttpd.service.
リバースプロキシの設定に証明書の domain name が必要です。
この domain はこのままデバイスからアクセスできる名前にしてください。
例えば、https://hawkbit.domain.tld でアクセスしたら hawkbit.domain.tld、
https://10.1.1.1 でしたら 10.1.1.1 にしてください。
証明書の domain name: 10.1.1.1 
証明書の有効期限を指定する必要があります。Let's encryptを使用する場合、
この値は新しい証明書が生成されるまでしか使用されないので、デフォルトの値
のままにしておくことができます。Let's encryptを使用しない場合、
数年ごとに証明書を新しくすることが最も好ましです。
証明書の有効期間は何日間にしますか？ [3650] 
クライアントのTLS認証を設定するためにCAが必要です。
署名CAのファイルパス（空にするとクライアントTLS認証を無効になります） [] 
サーバーが直接インタネットにアクセス可能であれば、Let's Encryptの証明書
を設定することができます。TOSへの同意を意味します。
https://letsencrypt.org/documents/LE-SA-v1.2-November-15-2017.pdf
certbotコンテナを設定しますか？ [y/N] 

/home/atmark/hawkbit-compose/data/nginx_certs/proxy.crt を /usr/local/share/ca-certificates/ にコピーして、 update-ca-certificates を実行する必要があります。
このbase64でエンコードされたコピーをexamples/hawkbit_register.sh の
SSL_CA_BASE64 に指定する手順が推奨されます。
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 


Let's encryptの設定は後で足したい場合にsetup_container.shを--letsencryptで実行してください。

コンテナの設定が完了しました。docker-compose コマンドでコンテナの管理が可能です。
/home/atmark/hawkbit-compose/setup_container.sh を再び実行すると設定の変更が可能です。
hawkBit コンテナを起動しますか？ [Y/n]

図9.140 hawkBit コンテナのTLSありの場合の実行例

	今回は TLS を有効にするので、「y」を入力します。
	lighttpd サービスが起動している場合に聞かれます。不要なので、停止します。
	証明書の common name を入力してください。ATDE の場合、ポート転送によってホストのIPアドレスで接続しますのでそのアドレスを入力します。 Let’s encrypt を使用する場合には外部からアクセス可能なDNSを入力してください。
	証明書の有効期間を設定します。デフォルトでは10年になっています。 Let’s encryptを使用する場合には使われていません。
	クライアント側では x509 証明書で認証をとることができますが、この例では使用しません。
	Let’s encrypt による証明書を作成できます。 ATDE の場合は外部からのアクセスが難しいので、この例では使用しません。
	自己署名証明書を作成したので、 Armadillo に設置する必要があります。この証明書の取扱いは「SWU で hawkBit を登録する」を参照してください。

hawkBitへのログイン
作成したコンテナによって http://<サーバーのIPアドレス>:8080 か https://<サーバーのアドレス> にアクセスすると、ログイン画面が表示されます。
デフォルトでは次のアカウントでログインできます。
ユーザー
admin
パスワード
admin
ArmadilloをTargetに登録する
左側のメニューから Deployment をクリックして、Deployment の画面に移ります。
"+"をクリックしてTargetを作成します。
作成したターゲットをクリックすると、下のペインに "Security token:<文字列>" と表示されるので、 <文字列>の部分をメモします。
メモした<文字列>をArmadilloの /etc/swupdate.cfg に設定すると Hawkbit への接続認証が通るようになります。
Target Filterを作成する
左側のメニューから"Target Filters"をクリックして、Target Filters の画面に移ります。
"+" をクリックして新規にTarget Filterを作成します。
Filter name とフィルタリング条件を入力して保存します。
Software moduleを作成する
左側のメニューから"Upload"をクリックして、Upload Managementの画面に移ります。
"+" をクリックしてSoftware moduleを作成します。 type には OS/Application、 version には任意の文字列を指定します。
swuパッケージをアップロードしてSoftware moduleに関連付ける
先程作成した Software module を選択して、ハイライトされた状態で、 "Upload File"ボタンをクリックするか、ファイルをドラッグアンドドロップしてアップロードします。
Distributionを作成してSoftware moduleを関連付ける
左側のメニューから"Distribution"をクリックして、Distribution Managementの画面に移ります。
"+" をクリックしてDistributionを作成します。 type には OS/OSwithApp/Apps、 version には任意の文字列を指定します。
"Software module"のペインから先程作成した Softwareをドラッグして、作成したDistributionの上にドロップします。

Rolloutを作成してアップデートを開始する

左側のメニューから"Rollout"をクリックして、Rollout Managementの画面に移ります。

"+"をクリックしてRolloutを作成します。

項目	説明
Name	任意の文字列を設定します。
Distribution Set	先程作成したDistributionを選択します。
Custom Target Filter	先程作成したTarget Filterを選択します。
Action Type	アップデート処理をどのように行うかを設定します。・Forced/Soft: 通常のアップデート・Time Forced: 指定した時刻までにアップデートする・Download only: ダウンロードのみ行う
Start Type	Rollout の実行をどのように始めるかを設定します。・Manual: 後で手動で開始する・Auto: Targetからのハートビートで開始する・Scheduled: 決まった時間から開始する

アップデートの状態を確認する
Rollout Managementの画面のDetail Statusで、各Rolloutのアップデートの状態を確認できます。
アップデート中は黄色、アップデートが正常に完了すると緑色になります。

9.7.4.1. hawkBit のアップデート管理を CLI で行う

一つのアップデートを登録するには、hawkBit の Web UI で必要な手順が長いので CLI で行うことで効率よく実行できます。

サーバーの設定の段階では、「mkswu」のユーザーを作成する必要があります。作成していない場合は setup_container.sh --add-user mkswu で作成してください。

hawkbit_push_update の実行例

[ATDE ~/mkswu]$ ls enable_sshd.swu 
enable_sshd.swu

[ATDE ~/mkswu]$ hawkbit_push_update --help
Usage: /usr/bin/hawkbit_push_update [options] file.swu

rollout creation:
  --no-rollout: only upload the file without creating a rollout 
  --new: create new rollout even if there already is an existing one 
  --failed: Apply rollout only to nodes that previously failed update 

post action:
  --start: start rollout immediately after creation 

[ATDE ~/mkswu]$ hawkbit_push_update --start enable_sshd.swu 
Uploaded (or checked) image extra_os.sshd 1 successfully
Created rollout extra_os.sshd 1 successfully
Started extra_os.sshd 1 successfully

	この例ではあらかじめ作成されている enable_sshd.swu を hawkBit に登録します。
	--no-rollout を使う場合に SWU を「distribution」として登録します。デフォルトでは rollout も作成します。テストする際、デバイスがまだ登録されていなければ rollout の段階で失敗します。
	同じ SWU で rollout を二回作成した場合にエラーが出ます。もう一度作成する場合は `--new` を使ってください。
	一度 rollout をスタートして、 Armadillo で失敗した場合には失敗したデバイスだけに対応した rollout を作れます。
	作成した rollout をすぐ実行します。このオプションには追加の権限を許可する必要があります。
	スタートまで行う実行例です。実行結果は Web UI で表示されます。

9.7.4.2. SWU で hawkBit を登録する

デバイスが多い場合は、SWUを一度作って armadillo を自己登録させることができます。

サーバーの設定の段階では、「device」のユーザーを作成する必要があります。作成していない場合は setup_container.sh --add-user device で作成してください。

hawkbit_register.desc で hawkBit の自己登録を行う例

[ATDE ~]$ cd mkswu/

[ATDE ~/mkswu]$ cp /usr/share/mkswu/examples/hawkbit_register.* . 

[ATDE ~/mkswu]$ vi hawkbit_register.sh 
# Script configuration: edit this if required!
# user given here must have CREATE_TARGET,READ_TARGET_SECURITY_TOKEN permissions
HAWKBIT_USER=device
HAWKBIT_PASSWORD="CS=wC,zJmrQeeKT.3" 
HAWKBIT_URL=https://10.1.1.1 
HAWKBIT_TENANT=default
# set custom options for suricatta block or in general in the config
CUSTOM_SWUPDATE_SURICATTA_CFG="" # e.g. "polldelay = 86400;"
CUSTOM_SWUPDATE_CFG=""
# set to non-empty if server certificate is invalid
SSL_NO_CHECK_CERT=
# or set to cafile that must have been updated first
SSL_CAFILE=
# ... or paste here base64 encoded crt content
SSL_CA_BASE64="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 
"
# ... or add your own options if required
CURLOPT=-s

: (省略)

[ATDE ~/mkswu]$ cat hawkbit_register.desc 
: (省略)
swdesc_script hawkbit_register.sh --version extra_os.hawkbit 1

[ATDE ~/mkswu]$ mkswu hawkbit_register.desc 
hawkbit_register.swu を作成しました。

[ATDE ~/mkswu]$ mkswu initial_setup.desc hawkbit_register.desc 
hawkbit_register.desc を組み込みました。
initial_setup.swu を作成しました。

	hawkbit_register.sh と .desc ファイルをカレントディレクトリにコピーします。
	hawkbit_register.sh を編集して、設定を記載します。
	hawkBit の設定の時に入力した「device」ユーザーのパスワードを入力します。この例のパスワードは使用しないでください。
	hawkBit サーバーのURLを入力します。
	TLS を使用の場合に、コンテナ作成の時の証明書を base64 で入力します。
	`hawkbit_register.desc` の中身を確認します。`hawkbit_register.sh` を実行するだけです。
	SWU を作成して、initial_setupがすでにインストール済みの Armadillo にインストールできます。
	または、initial_setup.desc と合わせて hawkbit_register を含んだ initial_setup.swu を作成します。

9.7.5. mkswu の desc ファイル

.desc ファイルを編集すると、いくつかのコマンドが使えます。

例

[ATDE ~/mkswu]$ tree /usr/share/mkswu/examples/nginx_start
/usr/share/mkswu/examples/nginx_start
└── etc
    └── atmark
        └── containers
            └── nginx.conf

[ATDE ~/mkswu]$ cat /usr/share/mkswu/examples/usb_container_nginx.desc
swdesc_option version=1

swdesc_usb_container "nginx_alpine.tar" 
swdesc_files --extra-os "nginx_start"

	nginx_alpine.tar ファイルに保存されたコンテナをインストールします。
	nginx_start ディレクトリの中身を転送します。

コマンドは書かれた順番でインストールされます。インストールするかどうかの判断はバージョンで行います:

swdesc_option component=<component>
swdesc_option version=<version>
か
swdesc_xxx --version <component> <version> [options]

<component>は以下のどれかにしてください (デフォルトでは .desc ファイルのファイル名を使います）
1. base_os: rootfs (Armadillo Base OS)を最初から書き込む時に使います。現在のファイルシステムは保存されていない。
  この場合、/etc/swupdate_preserve_filesに載ってるファイルのみをコピーして新しいbase OSを展開します。
  このcomponentがないと現在のrootfsのすべてがコピーされます。
2. extra_os.<文字列>: rootfsの変更を行う時に使います。<文字列> には任意の文字列を指定します。
  rootfsを変更を行う時に使います。 swdesc_* コマンドに --extra-os オプションを追加すると、 component に自動的に extra_os. を足します。
3. <文字列> (コンテナの名前などの任意の文字列）: rootfsの変更がないときに使います。
  このcomponentを使うとrootfsの変更ができませんのでご注意ください。
アップデートを行う際にこのバージョンと現在のバージョンを比べてアップデートの判断を行います。
<component> がまだインストールされてなかった時や <version> が上がる時にインストールします。
デフォルトではダウングレードはできませんが、 --install-if=different オプションを追加することで <version> が変わる際にインストール可能になります。
アップデートの一部をインストールすることもありますので、複数の component で管理し、いくつかの古いバージョンに対応するアップデートも作成可能です。

以下のコマンドから使ってください

swdesc_tar と swdesc_files でファイルを転送します。
```
swdesc_tar [--dest <dest>] <tar_file>
swdesc_files [--dest <dest>] [--basedir <basedir>] \
             <file> [<more files>]
```
swdesc_tar の場合、予め用意されてあるtarアーカイブをこのままデバイスで展開します。
--dest <dest> で展開先を選ぶことができます。デフォルトは / （--extra-os を含め、バージョンの component は base_os か extra_os.* の場合）か /var/app/rollback/volumes/ （それ以外のcomponent）。後者の場合は /var/app/volumes と /var/app/rollback/volumes 以外は書けないので必要な場合に --extra-os を使ってください。
swdesc_files の場合、mkswu がアーカイブを作ってくれますが同じ仕組みです。
--basedir <basedir> でアーカイブ内のパスをどこで切るかを決めます。
- 例えば、swdesc_files --extra-os --basedir /dir /dir/subdir/file ではデバイスに /subdir/file を作成します。
- デフォルトは <file> から設定されます。ディレクトリであればそのまま basedir として使います。それ以外であれば親ディレクトリを使います。
swdesc_command や swdesc_script でコマンドを実行する
```
swdesc_command <command> [<more commands>]
swdesc_script <script>
```
アップデート先の環境でコマンドやスクリプトファイルを走らせます。
バージョンの component は base_os と extra_os 以外の場合、 /var/app/volumes と /var/app/rollback/volumes 以外は変更できないのでご注意ください。
コマンドの実行が失敗した場合、アップデートも失敗します。
swdesc_exec でファイルを配ってコマンドでそのファイルを使う
```
swdesc_exec <file> <command>
```
swdesc_command と同じくコマンドを走らせますが、<file> を先に転送してコマンド内で"$1"として使えます。

swdesc_command_nochroot, swdesc_script_nochroot, swdesc_exec_nochroot で起動中のシステム上でコマンドを実行します。

このコマンドは nochroot なしのバージョンと同じ使い方で、現在起動中のシステムに変更や確認が必要な場合にのみ使用してください。

nochroot コマンドは確認を一切しないため、Armadillo が起動できない状態になる可能性もあります。充分にご注意ください。

例が必要な場合は /usr/share/mkswu/examples/firmware_update.desc を参考にしてください。

swdesc_embed_container, swdesc_usb_container, swdesc_pull_container で予め作成したコンテナを転送します。
```
swdesc_embed_container <container_archive>
swdesc_usb_container <container_archive>
swdesc_pull_container <container_url>
```
例は「コンテナの配布」を参考にしてください。
swdesc_boot で imx-boot を更新します。
```
swdesc_boot <boot image>
```
このコマンドだけにバージョンは自動的に設定されます。

コマンドの他には、設定変数もあります。以下の設定は /home/atmark/mkswu/mkswu.conf に設定できます。

DESCRIPTION="<text>": イメージの説明、ログに残ります。
PRIVKEY=<path>, PUBKEY=<path>: 署名鍵と証明書
PRIVKEY_PASS=<val>: 鍵のパスワード（自動用）
openssl のPass Phraseをそのまま使いますので、pass:password, env:var や file:pathname のどれかを使えます。 pass や env の場合他のプロセスに見られる恐れがありますのでfileをおすすめします。
ENCRYPT_KEYFILE=<path>: 暗号化の鍵

以下のオプションも mkswu.conf に設定できますが、.descファイルにも設定可能です。swdesc_option で指定することで、誤った使い方した場合 mkswu の段階でエラーを出力しますので、必要な場合は使用してください。

swdesc_option CONTAINER_CLEAR: インストールされたあるコンテナと /etc/atmark/containers/*.conf をすべて削除します。
このオプションは簡単な初期化と考えてください。通常の運用では、不要になったイメージは自動的に削除されますのでこのオプションを設定する必要はありません。

以下のオプションは Armadillo 上の /etc/atmark/baseos.conf に、例えば MKSWU_POST_ACTION=xxx として設定することができます。

その場合に swu に設定されなければ /etc の設定で実行されますので、アットマークテクノが用意している Base OS のアップデートでも動作の変更は可能です。 swu に特定のオプションが設定された場合は設定されたオプションが優先されますので、一時的な変更も可能です。

swdesc_option POST_ACTION=container: コンテナのみのアップデート後に再起動を行いません。コンテナの中身だけをアップデートする場合、Armadillo-IoT ゲートウェイ G4を再起動せずにコンテナだけを再起動させます。
swdesc_option POST_ACTION=poweroff: アップデート後にシャットダウンを行います。
swdesc_option POST_ACTION=wait: アップデート後に自動的に再起動は行われず、次回起動時にアップデートが適用されます。
swdesc_option POST_ACTION=reboot: デフォルトの状態に戻します。アップデートの後に再起動します。
swdesc_option NOTIFY_STARTING_CMD="command", swdesc_option NOTIFY_SUCCESS_CMD="command", swdesc_option NOTIFY_FAIL_CMD="command": アップデートをインストール中、成功した場合と失敗した場合に実行されるコマンドです。
コマンドを実行する事で、アプリケーションやユーザーにアップデートを知らせることができます。
LEDで知らせる例を /usr/share/mkswu/examples/enable_notify_led.desc に用意してあります。

9.7.5.1. 例: sshdを有効にする

/usr/share/mkswu/examples/enable_sshd.desc を参考にします。

descファイルを編集する必要がありませんが自分の公開鍵を指定された場所に配置してください。

[ATDE ~/mkswu]$ cp -r /usr/share/mkswu/examples/enable_sshd* .
[ATDE ~/mkswu]$ cat enable_sshd.desc
swdesc_option component=extra_os.sshd version=1

# add your public key in enable_sshd/root/.ssh/authorized_keys
if [ -z "$SWDESC_TEST" ]; then
    grep -qE '^ssh-' enable_sshd/root/.ssh/authorized_keys \
        || error "Add your keys in enable_sshd/root/.ssh/authorized_keys"
fi
swdesc_files --dest /root enable_sshd/root 

swdesc_command "ssh-keygen -A" \ 
        "rc-update add sshd" 
[ATDE ~/mkswu]$ cp ~/.ssh/id_rsa.pub \
                         enable_sshd/root/.ssh/authorized_keys 
[ATDE ~/mkswu]$ mkswu enable_sshd.desc 
Enter pass phrase for /home/atmark/mkswu/swupdate.key:
enable_sshd.swu を作成しました。

	自分の公開鍵を転送します。デフォルトのオプションなので `enable_sshd/root` ディレクトリの中身をこのまま `/root` に転送されます。
	再起動する度に新しいサーバーの鍵が変わらないように、アップデートの時に一回作成します。
	サービスを有効にします。
	自分の公開鍵を指定された場所に配置します。
	イメージを作成します。パスワードは証明鍵のパスワードです。

9.7.5.2. 例: Armadillo Base OSアップデート

ここでは、「Armadilloのソフトウェアをビルドする」でメインシステム向けのビルドで作成したファイルを使用します。

/usr/share/mkswu/examples/OS_update.desc を参考にします。

[ATDE ~/mkswu]$ cp /usr/share/mkswu/examples/OS_update.desc update-[VERSION].desc
[ATDE ~/mkswu]$ vi update-[VERSION].desc
# uboot image can be generated with atmark imx-boot script
swdesc_uboot imx-boot_armadillo_x2 

# base OS is a tar that will be extracted on a blank filesystem,
# after copying just a few key config files.
#
# OS updates are only installed if version is greater than previous update
# so if you install your own updates atmark-techno provided Armadillo Base OS
# updates might not get installed
swdesc_tar "baseos-x2-[VERSION].tar.zst" \ 
           --version base_os [VERSION] 
[ATDE ~/mkswu]$ mkswu update-[VERSION].desc 
Enter pass phrase for /home/atmark/mkswu/swupdate.key:
update-[VERSION].swu を作成しました。

	imx-bootでビルドしたイメージを使います。
	build-rootfsでビルドしたイメージを使います。
	バージョンが上がるときにしかインストールされませんので、現在の/etc/sw-versionsを確認して適切に設定してください。
	イメージを作成します。パスワードは証明鍵の時のパスワードです。

9.7.5.3. 例: swupdate_preserve_files で Linux カーネル以外の Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 向けのイメージをインストールする方法

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 向けのアップデートイメージに Linux カーネルが含まれています。

swupdate_preserve_files を使って、以下のコマンドでインストール後に現在のカーネルをコピーして更新させないようにします。

[armadillo ~]# echo 'POST /boot' >> /etc/swupdate_preserve_files
[armadillo ~]# echo 'POST /lib/modules' >> /etc/swupdate_preserve_files 
[armadillo ~]# persist_file /etc/swupdate_preserve_files

	`swupdate_preserve_files` に `/boot` と `/lib/modules` を保存するように追加します。
	変更した設定ファイルを保存します

/usr/share/mkswu/examples/kernel_update*.desc のように update_preserve_files.sh のヘルパーで、パスを自動的に /etc/swupdate_preserve_files に追加することができます。

[ATDE ~/mkswu]$ cp /usr/share/mkswu/examples/update_preserve_files.sh .
[ATDE ~/mkswu]$ cat example.desc
swdesc_script update_preserve_files.sh -- \
        "POST /boot" \
        "POST /lib/modules"

9.7.6. swupdate_preserve_files について

extra_os のアップデートで rootfs にファイルを配置することができますが、次の OS アップデートの際に削除される可能性があります。

デフォルトでは、 /etc/atmark と、 swupdate 、 sshd やネットワークの設定を保存しますがそれ以外はコピーされてません。

そうでないファイルを更新する際には /etc/swupdate_preserve_files に記載します。「例: swupdate_preserve_files で Linux カーネル以外の Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 向けのイメージをインストールする方法」を参考にしてください。

コピーのタイミングによって、以下のどれかを使用してください：

単にファイルを記載する
この場合、アップデートする前にファイルをコピーします。 baseos のイメージと同じ swu にアップデートしたいファイルを記載していても、このファイルが Armadillo Base OS に含まれないのであれば問題なくアップデートできます。
例: echo "/root/.profile" >> /etc/swupdate_preserve_files
POST のキーワードの後に記載する
この場合、アップデートの最後でコピーします。 Armadillo Base OS に含まれてるファイルであれば、インストール前にコピーしても保存されないのでコピーのタイミングをずらします。
そのコピーが最後に行われるので、同じアップデートでファイルの変更ができません。アップデートを別けて、 baseos のイメージをインストールしてからこのファイルを更新することができます。
例: echo "POST /etc/conf.d/podman-atmark" >> /etc/swupdate_preserve_files

9.7.7. SWU イメージの内容の確認

mkswu --show [file.swu] で SWU イメージの内容を確認することができます。

出力は desc ファイルに似ていますが、そのまま desc ファイルとして利用できませんので確認用としてお使いください。

[ATDE ~/mkswu]$ mkswu --show enable_sshd.swu
enable_sshd.swu

# built with mkswu 4.1

swdesc_files --dest /root enable_sshd/root
  --version extra_os.sshd 1
  (encrypted)

swdesc_command ssh-keygen -A && rc-update add sshd default
  --version extra_os.sshd 1

9.7.8. SWUpdate と暗号化について

mkswu --init の時に暗号化を有効にする場合は AES でファイルを暗号化します。

現在使われてる SWUpdate の暗号化はコマンドやメタデータを含む sw-description ファイルは暗号化されてません。そのため、通信の暗号化（HTTPSで送信するなど）を使うことを推奨します。

9.8. Armadillo Base OS の操作

Armadillo Base OS は Alpine OS をベースとして作られています。

このセクションでは Armadillo Base OS の機能を紹介します。

9.8.1. アップデート

Armadillo Base OS は SWUpdate によってアップデートすることができます。

アップデートする際には、rootfs ファイルシステムにインストールされたファイルをすべて消して、アップデートの中身と /etc/swupdate_preserve_files に記載されているファイルで新しい rootfs を作ります。「swupdate_preserve_files について」を参照してください。

アップデートでファイルを削除してしまった場合に abos-ctrl mount-old で前のシステムを read-only でマウントして、削除されたファイルをコピーすることもできます。

9.8.2. overlayfs と persist_file について

Armadillo BaseOS ではルートファイルシステムに overlayfs を採用しています。

そのため、ファイルを変更した後 Armadillo の電源を切ると変更内容は保持されません。開発中などに rootfs の変更内容を保持するには、変更したファイルに対して persist_file コマンドを使用します。

開発以外の時は安全のため、ソフトウェアアップデートによる更新を実行してください。アップデート手順に関しては「Armadilloのソフトウェアをアップデートする」を参照してください。

rootfs の内容を変更しても、ソフトウェアアップデートを実施した際に変更した内容が保持されない可能性があります。ソフトウェアアップデート実施後も変更内容を保持する手順に関しては「swupdate_preserve_files について」を参照してください。

persist_file コマンドの概要を図9.141「persist_file のヘルプ」に示します。

[armadillo ~]# persist_file -h
Usage: /usr/bin/persist_file [options] file [more files...]

Mode selection:
  (none) single entry copy
  -d, --delete   delete file
  -l, --list     list content of overlay
  -a, --apk      apk mode: pass any argument after that to apk on rootfs
  -R, --revert   revert change: only delete from overlay, making it
                 look like the file was reverted back to original state

Copy options:
  -r, --recurse  recursive copy (note this also removes files!)
  -p, --preserve make the copy persist through baseos upgrade
                 by adding entries to /etc/swupdate_preserve_files
  -P, --preserve-post   same, but copy after upgrade (POST)

Delete options:
  -r, --recurse  recursively delete files

Common options:
  -v, --verbose  verbose mode for all underlying commands

Note this directly manipulates overlayfs lower directories
so might need a reboot to take effect

図9.141 persist_file のヘルプ

ファイルの保存・削除手順例

[armadillo ~]# echo test > test
[armadillo ~]# persist_file -rv /root
'/root/test' -> '/mnt/root/test' 
'/root/.ash_history' -> '/mnt/root/.ash_history'
[armadillo ~]# rm -f test
[armadillo ~]# persist_file -rv /root
removed '/mnt/root/test' 
removed '/mnt/root/.ash_history' 
'/root/.ash_history' -> '/mnt/root/.ash_history'

図9.142 persist_file 保存・削除手順例

	追加・変更したファイルを rootfs へコピーします。
	-r を指定すると、ひとつ前の rm -f コマンドで削除したファイルがrootfsからも削除されますのでご注意ください。
	すでに rootfs に存在するファイルも一度削除してからコピーするため、このようなメッセージが表示されます。

ソフトウェアアップデート後も変更を維持する手順例
```
[armadillo ~]# vi /etc/conf.d/podman-atmark 
[armadillo ~]# persist_file -P /etc/conf.d/podman-atmark 
[armadillo ~]# tail -n 2 /etc/swupdate_preserve_files 
# persist_file 20211216
POST /etc/conf.d/podman-atmark
```
図9.143 persist_file ソフトウェアアップデート後も変更を維持する手順例
何らかのファイルの内容を変更します。

-P オプションを付与して persist_file を実行します。

swupdate_preserve_files に追加されたことを確認します。

変更ファイルの一覧表示例

[armadillo ~]# mkdir dir
[armadillo ~]# persist_file -l
directory          /
directory          /root
opaque directory   /root/dir 
whiteout           /root/test 
regular file       /root/.ash_history
directory          /etc
regular file       /etc/resolv.conf
directory          /var
symbolic link      /var/lock
: (省略)

図9.144 persist_file 変更ファイルの一覧表示例

	rootfs のファイルを見せないディレクトリは `opaque directory` と表示されます。
	削除したファイルは `whiteout` と表示されます。

パッケージをインストールする時はapkコマンドを使用してメモリ上にインストールできますが、 persist_file コマンドで rootfs に直接インストールすることも可能です。

[armadillo ~]# persist_file -a add strace
(1/3) Installing fts (1.2.7-r1)
(2/3) Installing libelf (0.185-r0)
(3/3) Installing strace (5.14-r0)
Executing busybox-1.34.1-r3.trigger
OK: 251 MiB in 188 packages
Install succeeded, but might not work in the running system
Please reboot if installed program does not work 
[armadillo ~]# strace ls
: (省略)
exit_group(0)                           = ?
+++ exited with 0 +++

図9.145 persist_file でのパッケージインストール手順例

この例では Armadillo を再起動せずにインストールしたコマンドを使用できましたが、Armadillo の再起動が必要となるパッケージもありますので、その場合は Armadillo を再起動してください。

9.8.3. ロールバック状態の確認

Armadillo Base OS のルートファイルシステムが壊れて起動できなくなった場合に自動的に前のバージョンで再起動します。

自分で確認する必要がある場合に abos-ctrl status でロールバックされてるかどうかの確認ができます。

必要な場合（例えば、自分のアプリケーションがアップデート直後に問題があった場合）、 abos-ctrl rollback で手動のロールバックも可能です。ロールバックにエラーがなければ、再起動してロールバックを完了します。

なお、/var/at-log/atlog に切り替えの際に必ずログを書きますので、調査の時に使ってください。

[armadillo ~]# cat /var/at-log/atlog
Mar 17 14:51:35 armadillo NOTICE swupdate: Installed update to /dev/mmcblk2p2: \
extra_os.sshd: unset -> 1, extra_os.initial_setup: unset -> 1
Mar 17 16:48:52 armadillo NOTICE swupdate: Installed update to /dev/mmcblk2p1: \
boot: 2020.04-at5 -> 2020.04-at6, base_os: 3.15.0-at.3 -> 3.15.0-at.4
Mar 17 17:42:15 armadillo NOTICE swupdate: Installed update to /dev/mmcblk2p2: \
other_boot: 2020.04-at5 -> 2020.04-at6, container: unset -> 1, extra_os.container: unset -> 1

図9.146 /var/at-log/atlog の内容の例

9.8.4. ボタンやキーを扱う

自分のアプリケーションで直接入力の処理ができない場合に Base OS から簡単な処理ができます。

buttond サービスで指定されたイベントでコマンドを実行します。

デフォルトでは表13.27「CON12 信号配列」にある PWR_OFF と REBOOT を3秒押す（pull down)場合に poweroff か reboot を実行します。

/etc/atmark/buttond.conf に BUTTOND_ARGS を上書きすればその対応を無効にすることもできますし、別のキー（SW1 など）の対応も追加できます:

-s <key> -a "command" : 早押しの設定。キーを1秒以内に離せば早押しと認識されてコマンドを実行します。その1秒のタイミングは -t <time_ms> でチューニング可能です。
-l <key> -s "command" : 長押しの設定。キーを5秒押しつづけたらその時にコマンドを実行します。その5秒のタイミングは -t <time_ms> でチューニング可能です。
一つのキーを違うタイミングで何回か設定できます。その場合、長押しの設定あればその一番長いタイミングで実行されますが、他のアクションはキーを放す時に合っているコマンドを実行します。(例：-s 1秒、-l 2秒、-l 10秒では、１秒以内に離したら一番目、2秒以上で10秒以内に離したら二番目、10秒を越えたら三番目のコマンドを実行します）

以下にデフォルトを維持したままで SW1 の早押しと長押しにそれぞれの場合にコマンドを実行させます。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/buttond.conf 
BUTTOND_ARGS="$BUTTOND_ARGS -s prog1 -a 'date >> /tmp/shortpress'"
BUTTOND_ARGS="$BUTTOND_ARGS -l prog1 -t 5000 -a 'date >> /tmp/longpress'"
[armadillo ~]# persist_file /etc/atmark/buttond.conf 
[armadillo ~]# rc-service buttond restart 
buttond          | * Stopping button watching daemon ...                                         [ ok ]
buttond          | * Starting button watching daemon ...                                         [ ok ]
[armadillo ~]# cat /tmp/shortpress 
Tue Mar 22 17:16:42 JST 2022
Tue Mar 22 17:16:43 JST 2022
[armadillo ~]# cat /tmp/longpress
Tue Mar 22 17:16:48 JST 2022

図9.147 buttond で SW1 を扱う

	カスタマイズ用のコンフィグファイルを編集します。早押しで shortpress, 長押し（5秒）で longpress に日付を出力します。
	コンフィグファイルを保存します。
	`buttond` サービスを再起動させます。ここで早押し二回、長押し一回行います。
	押された回数を確認します。

USB キーボードや他の入力デバイスにも対応できます。

デバイスを接続してから、 buttond でデバイス名とキーコードを確認します。

[armadillo ~]# buttond -vvv /dev/input/* /dev/input/by-*/* 
Skipping directory /dev/input/by-id
Skipping directory /dev/input/by-path
[78972.042] /dev/input/event2 4 4 458976: non-keyboard event ignored
[78972.042] /dev/input/event2 LEFTCTRL (29) pressed: ignored 
[78972.042] /dev/input/by-id/usb-0566_3029-event-kbd 4 4 458976: non-keyboard event ignored
[78972.042] /dev/input/by-id/usb-0566_3029-event-kbd LEFTCTRL (29) pressed: ignored
[78972.042] /dev/input/by-path/platform-xhci-hcd.1.auto-usb-0:1:1.0-event-kbd 4 4 458976: non-keyboard event ignored
[78972.042] /dev/input/by-path/platform-xhci-hcd.1.auto-usb-0:1:1.0-event-kbd LEFTCTRL (29) pressed: ignored
[78972.130] /dev/input/event2 4 4 458976: non-keyboard event ignored
[78972.130] /dev/input/event2 LEFTCTRL (29) released: ignored
[78972.130] /dev/input/by-id/usb-0566_3029-event-kbd 4 4 458976: non-keyboard event ignored
[78972.130] /dev/input/by-id/usb-0566_3029-event-kbd LEFTCTRL (29) released: ignored
[78972.130] /dev/input/by-path/platform-xhci-hcd.1.auto-usb-0:1:1.0-event-kbd 4 4 458976: non-keyboard event ignored
[78972.130] /dev/input/by-path/platform-xhci-hcd.1.auto-usb-0:1:1.0-event-kbd LEFTCTRL (29) released: ignored

	`buttond` を `-vvv` で冗長出力にして、すべてのデバイスを指定します。
	希望のキーを押すと、`LEFTCTRL` が三つのパスで認識されました。一番安定する `by-id` のパスを控えておきます。

USB デバイスを外すこともありますので、-i (inotify) で管理されてる入力デバイスとして追加します。そうしないとデバイスを外したときにbuttondが停止します。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/buttond.conf
BUTTOND_ARGS="$BUTTOND_ARGS -i /dev/input/by-id/usb-0566_3029-event-kbd"
BUTTOND_ARGS="$BUTTOND_ARGS -s LEFTCTRL -a 'podman_start button_pressed_container'"
[armadillo ~]# persist_file /etc/atmark/buttond.conf
[armadillo ~]# rc-service buttond restart

9.8.5. Armadillo Base OS 側の起動スクリプト

起動時に何かスクリプトを走らせるためにはコンテナとして実行することを推奨します。「コンテナの自動起動」を参照してください。

コンテナで実行不可能な場合に、「local」サービスを使うことができます: /etc/local.d ディレクトリに .start ファイルを置いておくと起動時に実行されて、 .stop ファイルは終了時に実行されます。

[armadillo ~]# vi /etc/local.d/date_test.start 
#!/bin/sh

date > /tmp/boottest
[armadillo ~]# chmod +x /etc/local.d/date_test.start 
[armadillo ~]# persist_file /etc/local.d/date_test.start 
[armadillo ~]# reboot
: (省略)
[armadillo ~]# cat /tmp/boottest 
Tue Mar 22 16:36:12 JST 2022

図9.148 local サービスの実行例

	スクリプトを作ります。
	スクリプトを実行可能にします。
	スクリプトを保存して、再起動します。
	実行されたことを確認します。

9.8.6. u-boot の環境変数の設定

u-boot の環境変数を変更するには /boot/uboot_env.d/ ディレクトリに環境変数が書かれた設定ファイルを配置します。

ファイルの構文は fw_setenv が扱うことができるもので、以下のとおりです：

# で始まる行はコメントと扱われる為、無視されます。また、環境変数への代入を示す = がない場合も無視されます。
[変数]=[値] で変数を設定します。スペースや引用符を含め他の文字は有効ですので、変数の名前と値に不要な文字を入れないように注意してください。
[変数]= で変数を消します。値がない場合に変数が消去されます。

このファイルによるアップデート内容は swupdate でアップデートする際に適用されます。

実行中のシステムに影響がありませんので、設定ファイルを swupdate で転送しない場合はファイル永続化後に fw_setenv -s /boot/uboot_env.d/[ファイル名] で変数を書き込んでください。

swupdate でファイルを転送した場合には、変数はすぐに利用されます。

[armadillo ~]# vi /boot/uboot_env.d/no_prompt 
# bootdelay を -2 に設定することで u-boot のプロンプトを無効化します
bootdelay=-2
[armadillo ~]# persist_file -v /boot/uboot_env.d/no_prompt 
'/boot/uboot_env.d/no_prompt' -> '/mnt/boot/uboot_env.d/no_prompt'
[armadillo ~]# fw_setenv -s /boot/uboot_env.d/no_prompt 
Environment OK, copy 0
[armadillo ~]# fw_printenv | grep bootdelay 
bootdelay=-2

図9.149 uboot_env.d のコンフィグファイルの例

	コンフィグファイルを生成します。
	ファイルを永続化します。
	変数を書き込みます。
	書き込んだ変数を確認します。

mkswu バージョン 4.4 以降が必要です。必要な場合はアップデートしてください。

[ATDE ~]$ sudo apt update && sudo apt upgrade

書き方は、 /usr/share/mkswu/examples/uboot_env.desc を参考にしてください。

「ブートローダーをビルドする」の際に u-boot のデフォルトを変更した場合や、u-boot のプロンプトで「setenv」や「saveenv」を実行しても、 /boot/uboot_env.d/00_defaults によって変更がアップデートの際にリセットされます。

00_defaults のファイルは Base OS の一部で更新されることもありますので、変更を望む場合は別のファイルを作って設定してください。ファイルはアルファベット順で処理されます。 00_defaults にある変数を後のファイルにも設定した場合はそのファイルの値だけが残ります。

9.8.7. Network Time Protocol (NTP, ネットワーク・タイム・プロトコル)

Armadillo Base OS では chronyd を使っています。

デフォルトの設定（使用するサーバーなど）は /etc/chrony/conf.d/ にあり、変更用に /etc/atmark/chrony.conf.d/ のファイルも読み込みます。 /etc/atmark/chrony.conf.d ディレクトリに /etc/chrony/conf.d/ と同じファイル名の設定ファイルを置いておくことで、デフォルトのファイルを読まないようになります。

例えば、 NTP サーバーの設定は servers.conf に記載されてますので、変更する際はに /etc/atmark/chrony.conf.d/servers.conf のファイルに記載します：

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/chrony.conf.d/servers.conf 
pool my.ntp.server iburst
[armadillo ~]# persist_file /etc/atmark/chrony.conf.d/servers.conf 
[armadillo ~]# rc-service chronyd restart 
chronyd          | * Stopping chronyd ... [ ok ]
chronyd          | * Starting chronyd ... [ ok ]
armadillo:~# chronyc sources 
MS Name/IP address         Stratum Poll Reach LastRx Last sample
===============================================================================
^? my.ntp.server                 1   6     3     2    +88ms[  +88ms] +/-  173ms

図9.150 chronyd のコンフィグの変更例

	コンフィグファイルを作ります。
	ファイルを保存します
	chronyd サービスを再起動します。
	chronyc で新しいサーバーが使用されていることを確認します。

9.9. Device Treeをカスタマイズする

at-dtweb を利用して Device Tree をカスタマイズする方法を説明します。at-dtweb では、 Web ブラウザ上のマウス操作でDevice Tree のファイルを生成することができます。カスタマイズの対象は拡張インターフェース(CON11、CON12)です。

9.9.1. at-dtweb のインストール

ATDE9 に at-dtweb パッケージをインストールします。

[ATDE ~]$ sudo apt update
[ATDE ~]$ sudo apt install at-dtweb

インストール済みの場合は、以下のコマンドを実行し最新版への更新を行ってください。

[ATDE ~]$ sudo apt update
[ATDE ~]$ sudo apt upgrade

9.9.2. at-dtweb の起動

at-dtweb の起動開始
at-dtweb の起動を開始するには、デスクトップ左上のアプリケーションの「システムツール」から「at-dtweb」を選択してください。
図9.151 at-dtweb の起動開始

コマンドライン上からでも、at-dtweb コマンドで起動できます。

[ATDE ~]$ at-dtweb

ボードの選択
ボードを選択します。Armadillo-IoT_G4 を選択して、「OK」をクリックします。
図9.152 ボード選択画面
Linux カーネルディレクトリの選択
Linux カーネルディレクトリを選択します。コンフィギュレーション済みの Linux カーネルディレクトリを選択して、「OK」をクリックします。
図9.153 Linux カーネルディレクトリ選択画面

at-dtweb のバージョンが 2.7.0 以降の場合は、 Linux カーネルソースのバージョン v5.10.112-r0 以降を、 mkswu のバージョンは 3.15.at.6 以降を使用してください。

at-dtweb と mkswu のバージョンは以下のコマンドで調べることができます。

[ATDE ~]$ ~/mkswu/at-dtweb$ dpkg -l at-dtweb mkswu
要望=(U)不明/(I)インストール/(R)削除/(P)完全削除/(H)保持
| 状態=(N)無/(I)インストール済/(C)設定/(U)展開/(F)設定失敗/(H)半インストール/(W)トリガ待ち/(T)トリガ保留
|/ エラー?=(空欄)無/(R)要再インストール (状態,エラーの大文字=異常)
||/ 名前           バージョン   アーキテクチ 説明
+++-==============-============-============-=============================================
ii  at-dtweb       2.7.0        all          Device Tree editor for Atmark Techno products
ii  mkswu          3.15.at.6-1  all          build SWU images for armadillo base OS

at-dtweb の起動完了
at-dtweb が起動し、次のように画面が表示されます。
図9.154 at-dtweb 起動画面


	Linux カーネルは、事前にコンフィギュレーションされている必要があります。コンフィギュレーションの手順については「Armadilloのソフトウェアをビルドする」を参照してください。

9.9.3. Device Tree をカスタマイズ

9.9.3.1. 機能の選択

機能の選択は、ドラッグ&ドロップで行います。画面左上の「Available features」から有効にしたい機能をドラッグし、画面右側の「Armadillo-IoT Gateway G4」の白色に変化したピンにドロップします。例として CON11 8/10 ピンを UART3(RXD/TXD) に設定します。


	何も機能が選択されていないピンには GPIO の機能が割り当てられます。

図9.155 UART3(RXD/TXD) のドラッグ

図9.156 CON11 8/10 ピンへのドロップ

9.9.3.2. 信号名の確認

画面右側の「Armadillo-IoT Gateway G4」にドロップして設定したピンを左クリックすると信号名が表示されます。どのピンがどの信号に対応しているのかを確認することができます。

例として UART3(RXD/TXD) の信号名を確認します。

図9.157 信号名の確認


	再度ピンを左クリックすると機能名の表示に戻ります。

9.9.3.3. プロパティの設定

いくつかの機能にプロパティを設定することができます。画面右側の「Armadillo-IoT Gateway G4」に選択した機能を左クリックすると、画面左下の「Properties」からプロパティを選択することができます。

例としてCON11 19/27 ピンの I2C5(SCL/SDA) の clock_frequency プロパティを設定します。

図9.158 プロパティの設定

設定したプロパティを確定させるには「Apply」をクリックします。

図9.159 プロパティの保存

9.9.3.4. 機能の削除

全ての機能を削除する場合は、画面右上の「Reset configuration」をクリックします。機能ごとに削除する場合は、画面右側の「Armadillo-IoT Gateway G4」のピンを右クリックして「Remove」をクリックします。

図9.160 全ての機能の削除

images/at-dtweb-remove-configuration.png

図9.161 I2C5(SCL/SDA) の削除

9.9.3.5. Device Tree のファイルの生成

Device Tree のファイルを生成するには、画面右上の「Save」をクリックします。

図9.162 DTS/DTB の生成

at-dtweb のバージョンによって Device Tree のファイル生成の完了画面が異なります。

バージョン 2.6.2 未満の場合

以下の画面ようなメッセージが表示されると、DTS および DTB の生成は完了です。

図9.163 DTS/DTB の生成完了

ビルドが終了すると、arch/arm64/boot/dts/freescale 以下に DTS/DTB が作成されています。

[ATDE ~/linux-5.10]$ ls arch/arm64/boot/dts/freescale/armadillo_iotg_g4-expansion-interface.dtsi
arch/arm64/boot/dts/freescale/armadillo_iotg_g4-expansion-interface.dtsi
[ATDE ~/linux-5.10]$ ls arch/arm64/boot/dts/freescale/armadillo_iotg_g4-at-dtweb.dtb
arch/arm64/boot/dts/freescale/armadillo_iotg_g4-at-dtweb.dtb

バージョン 2.7.0 以降の場合

以下の画面ようなメッセージが表示されると、dtbo ファイルおよび desc ファイルの生成は完了です。

図9.164 dtbo/desc の生成完了

at-dtweb のバージョン 2.7.0 以降では、ビルドが完了するとホームディレクトリ下の mkswu/at-dtweb-Armadillo-IoT_G4 ディレクトリに、DTB overlays ファイル(dtboファイル)と desc ファイルが生成されます。 Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 本体に書き込む場合は、mkswu コマンドで desc ファイルから SWU イメージを生成してアップデートしてください。

[ATDE ~]$ ls ~/mkswu/at-dtweb-Armadillo-IoT_G4
armadillo_iotg_g4-at-dtweb.dtbo  at-dtweb.desc.old   update_preserve_files.sh
at-dtweb.desc                    update_overlays.sh
[ATDE ~]$ cd ~/mkswu/at-dtweb-Armadillo-IoT_G4
[ATDE ~]$ mkswu at-dtweb.desc 
Enter pass phrase for /home/atmark/mkswu/swupdate.key:
at-dtweb.swu を作成しました。

SWU イメージを生成します。

SWU イメージを使ったアップデートの詳細は「Armadilloのソフトウェアをアップデートする」を参照してください。

9.9.4. DTS overlays によるカスタマイズ

Device Treeは「DTS overlay」(dtbo) を使用することでも変更できます。

DTS overlay を使用することで、通常の dts の更新が自動的に入りつづける状態で dts の変更でしかできない設定を行うことができます。

/boot/overlays.txt に fdt_overlays を dtbo 名で設定することで、 u-bootが起動時にその DTS overlay を通常の dtb と結合して起動します。

複数の DTS overlay を使う場合は以下の例のようにスペースで別けたファイル名を記載することができます。

[armadillo ~]# vi /boot/overlays.txt 
fdt_overlays=armadillo_iotg_g4-nousb.dtbo armadillo_iotg_g4-sw1-wakeup.dtbo

[armadillo ~]# persist_file -vp /boot/overlays.txt 
'/boot/overlays.txt' -> '/mnt/boot/overlays.txt'
Added "/boot/overlays.txt" to /etc/swupdate_preserve_files

[armadillo ~]# reboot 
: (省略)
Applying fdt overlay: armadillo_iotg_g4-nousb.dtbo 
Applying fdt overlay: armadillo_iotg_g4-sw1-wakeup.dtbo
: (省略)

[armadillo ~]# cat /sys/firmware/devicetree/base/regulator-usb1-vbus/status; echo
broken 
[armadillo ~]# cat /sys/devices/platform/gpio-keys/power/wakeup 
enabled

図9.165 /boot/overlays.txt の変更例

	`/boot/overlays.txt` ファイルに「armadillo_iotg_g4-sw1-wakeup.dtbo」を追加します。ファイルが存在しない場合は新規に作成してください。このファイルの詳細については「DTS overlays によるカスタマイズ」を参照してください。
	`/boot/overlays.txt` を保存し、アップデートの場合でも保存します。
	overlay の実行のために再起動します。
	シリアルコンソールの場合に、u-bootによるメッセージを確認できます。
	Linux からも「nousb」overlay の確認ができます。USB の regulator を無効にしたため、 USB を使えないようになりました。
	sw1-wakeupも有効になっていることを確認できます。

9.9.4.1. 提供している DTS overlay

以下の DTS overlay を用意しています：

armadillo_iotg_g4-nousb.dtbo: USB の電源を切ります。
armadillo_iotg_g4-sw1-wakeup.dtbo: SW1 の起床要因を有効にします。
armadillo_iotg_g4-con10-arducam.dtbo: arducam カメラを MIPI-DSI で接続する場合にご使用ください。
armadillo_iotg_g4-con10-imx219.dtbo: Raspberry Pi 向けの imx219 カメラを MIPI-DSI で接続する場合にご使用ください。
armadillo_iotg_g4-con10-ox01f10.dtbo: OMNIVISION の OX01F10 カメラを MIPI-DSI で接続する場合にご使用ください。
armadillo_iotg_g4-lte-ext-board.dtbo: LTE モデルで自動的に使用します。

9.9.4.2. カスタマイズした DTS overlay の作成

at-dtweb では対応できない変更を行いたい場合にカスタマイズした DTS overlay を作成することでができます。

overlay を使用することで、今後のアップデートで overlay される側の dts に変更があっても自動的に適用され続けます。

「Linux カーネルをビルドする」を参照して、カーネルのソースコードを取得します。
ソースディレクトリの arch/arm64/boot/dts/freescale/armadillo_iotg_g4-customize.dts を編集します。
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- dtbs で DTS overlay をビルドします。
arch/arm64/boot/dts/freescale/armadillo_iotg_g4-customize.dtbo ファイルを Armadillo の /boot に配置し、/boot/overlays.txt に記載します。

[PC ~]$ cd linux-[VERSION] 
[PC ~/linux-[VERSION]]$ vim \
    arch/arm64/boot/dts/freescale/armadillo_iotg_g4-customize.dts 
/dts-v1/;
/plugin/;

#include <dt-bindings/gpio/gpio.h>
#include <dt-bindings/clock/imx8mp-clock.h>
#include <dt-bindings/input/input.h>

#include "imx8mp-pinfunc.h"

&pwm2 {
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&pinctrl_pwm2>;
        status = "okay";
};

&iomuxc {
        pinctrl_pwm2: pwm2grp {
                fsl,pins = <
                        MX8MP_IOMUXC_SPDIF_RX__PWM2_OUT  0x186
                >;
        };
};
[PC ~/linux-[VERSION]]$ make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- dtbs 
: (省略)
  DTC     arch/arm64/boot/dts/freescale/armadillo_iotg_g4-customize.dtbo
: (省略)
[PC ~/linux-[VERSION]]$ scp \
    arch/arm64/boot/dts/freescale/armadillo_iotg_g4-customize.dtbo \
    armadillo:/boot 
armadillo_iotg_g4-customize.dtbo          100%  551   207.5KB/s   00:00
[armadillo ~]# cd /boot
[armadillo /boot]# vi /boot/overlays.txt 
fdt_overlays=armadillo_iotg_g4-customize.dtbo
[armadillo /boot]# persist_file -vp overlays.txt \
                                    armadillo_iotg_g4-customize.dtbo 
'/boot/overlays.txt' -> '/mnt/boot/overlays.txt'
'/boot/armadillo_iotg_g4-customize.dtbo' -> '/mnt/boot/armadillo_iotg_g4-customize.dtbo'
Added "/boot/armadillo_iotg_g4-customize.dtbo" to /etc/swupdate_preserve_files
[armadillo /boot]# reboot 
: (省略)
Applying fdt overlay: armadillo_iotg_g4-customize.dtbo

図9.166 DTS overlay を作成する例

	取得したカーネルのソースディレクトリに入ります。
	dts ファイルを編集します。この例では pwm2 を SPDIF_RX (CON9.28) ピンを有効にします。
	DTS overlay をビルドします。
	ビルドされたファイルを Armadillo にコピーします。この例では scp を使いましたが、USBドライブでのコピーや SWUpdate でも可能です。
	overlays.txt にこの DTS overlay をロードするように記載します。
	ファイルを永続化します。DTS overlay は swupdate_preserve_files のデフォルトには記載されていないため、SWUpdate で更新する場合は必ず swupdate_preserve_files も更新してください。
	再起動して、u-boot の出力で DTS overlay がロードされてることを確認します。

9.10. eMMC のデータリテンション

eMMC は主に NAND Flash メモリから構成されるデバイスです。NAND Flash メモリには書き込みしてから1年から3年程度の長期間データが読み出されないと電荷が抜けてしまう可能性があります。その際、電荷が抜けて正しくデータが読めない場合は、eMMC 内部で ECC (Error Correcting Code) を利用してデータを訂正します。しかし、訂正ができないほどにデータが化けてしまう場合もあります。そのため、一度書いてから長期間利用しない、高温の環境で利用するなどのケースでは、データ保持期間内に電荷の補充が必要になります。電荷の補充にはデータの読み出し処理を実行し、このデータの読み出し処理をデータリテンションと呼びます。

Armadillo-IoT ゲートウェイG4に搭載のeMMCには長期間データが読み出されない状態であっても、データリテンションを自動的に行う機能を搭載しています。


	詳しい仕様については「実装仕様に関する技術情報」を参照してください。

9.10.1. データリテンションの設定

データリテンションは /etc/conf.d/micron_emmc_reten というファイルに書かれた設定、use_system_time によって以下の２通りの挙動を示します。

表9.9 データリテンションの挙動

/etc/conf.d/micron_emmc_reten	initiating condition
use_system_time=yes	Linux 起動した時に前回のリテンションから１日以上経過していたら開始する
use_system_time=no (default)	Linux 起動した時に毎回開始する

これで設定は完了しました。

以下は挙動ごとのシステム概略図です。

図9.167 データリテンション開始トリガーの方式

use_system_time を有効にした場合のデータリテンションの動作例を以下に示します。

images/common-images/emmc-sref_counter.png

図9.168 データリテンションの開始トリガーの動作例

9.10.2. より詳しくデータリテンションの統計情報を確認するには

Micron Technology が提供する emmcparm というツールを使うことで、データリテンションの統計情報を確認することができます。統計情報として eMMC 内部に保存されているのは実行回数、最終実行完了時のカウンター値、現在のデータリテンション処理の進捗があります。次の手順で、emmcparmを使ってeMMCの情報を確認することができます。このツールではデータリテンション処理のことを「セルフリフレッシュ」と呼びます。

emmcparm をダウンロードする
以下の検索結果から最新の emmcparm をダウンロードする。ユーザー登録が必要になります。
emmcparm https://jp.micron.com/search-results?searchRequest=%7B%22term%22%3A%22emmcparm%20%22%7D
マニュアル作成時点では 5.0.0 を利用しました

パッケージを展開する

[armadillo ~]# unzip emmc_emmcparm_c_code_derived_from_TN\ FC\ 25_v5.0.0 _binary.zip

SSR を取得する

[armadillo ~]# emmcparm/bin/emmcparm_arm_64bit -r /dev/mmcblk2

: (省略)
=======================================================================
|                         Secure Smart Report                         |
=======================================================================
  Self Refresh progress of scan[215-212]:               0x00000000 (0) 
  Power Loss Counter[195-192]:                          0x00000005 (5)
  Current total ON time[131-128]:                       0x00001b28 (6952)
  Number of Blocks in Refresh Queue[99-96]:             0x00000000 (0)
  Self Refresh Completion date [95-88]:                 0xffffffffd8148931 
                                                        (-669742799)
  Self Refresh Loop Count[81-80]:                       0x00000002 (2)  
  Written Data 100MB Size Count (from NAND)[79-76]:     0x0004889d (297117)
  Cumulative Initialization Count (from NAND)[75-72]:   0x00005300 (21248)
  Written Data 100MB Size Count (from RAM)[71-68]:      0x0004889d (297117)
  Refresh Count[55-52]:                                 0x00000004 (4)
: (省略)

	現在のセルフリフレッシュ処理の進捗。0 ということは実行中ではない
	最後に行ったセルフリフレッシュのカウンター値
	セルフリフレッシュを行った回数

9.10.3. 実装仕様に関する技術情報

ここではデータリテンションを自動的におこなう機能の仕様について詳細に説明します。 Armadillo で採用しているeMMCには、データリテンションを自動的に実行することができる「セルフリフレッシュ」と呼ばれる機能が搭載されます。実行トリガーは２種類のうちどちらかを選択できます。OTP のため一度設定すると変更できません。この設定は出荷時に「eMMC 内部レジスタ値とコマンドに入力された値を比較して１日以上経過していると実行する」を設定しています。

リセット後に毎回実行する
eMMC 内部レジスタ値とコマンドに入力された値を比較して１日以上経過していると実行する

２の設定の場合、セルリフレッシュ機能が実行されるまでの流れは以下のとおりです。

ホストによって eMMC がハードウェアもしくはソフトウェアリセットされる
一定時間 (delay 1) 以内に、ホストから SET_TIME (CMD49)と呼ばれるコマンドが eMMC に発行される
eMMC コントローラは、バスの稼動状態を監視する
eMMC コントローラは、アイドルになってから一定時間 (delay 2) 経過した後にセルフリフレッシュを実行する
- ECC エラーなどのエラーがしきい値 (2) を越えたセルに対してのみセルフリフレッシュを実行する

Armadillo でのセルフリフレッシュ機能搭載 eMMC への設定は以下のとおりです。

表9.10 Armadillo のデータリテンションの設定

setting	value	description
RTC	ON	eMMC 内部レジスタの値と SET_TIME の値を比較してセルフリフレッシュを実行する
Delay 1	60s	リセット後の SET_TIME 有効期間
Delay 2	100ms	アイドル確認後のセルフリフレッシュ実行までの遅れ時間

詳しい情報は以下を参照してください。

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9.11. デモアプリケーションを実行する

この章では、アットマークテクノが提供するデモアプリケーションについて説明します。デモアプリケーションは GUI アプリケーションであるため、ディスプレイを接続している必要があります。デモアプリケーションを実行するためのコンテナイメージとして、アットマークテクノが提供するコンテナイメージを想定しています。このイメージに関しては「アットマークテクノが提供するイメージを使う」を参照してください。

また、パッケージのインストールにはデフォルトの tmpfs の容量が少ないので、あらかじめ abos-ctrl podman-storage --disk で podman のストレージを eMMC に切り替えてください。開発が終わったら必ず tmpfs に戻ってください。

9.11.1. コンテナを作成する

デモアプリケーションを実行するためのコンテナを以下のように作成します。

デモアプリケーションは GUI アプリケーションであるため、まずデスクトップ環境を起動する必要があります。ここでは weston を起動します。

[armadillo ~]# vi /etc/atmark/containers/demo_app.conf
set_image localhost/at-debian-image:latest
set_command weston --tty=7
add_args -ti --privileged
add_args --env=QT_QPA_PLATFORM=wayland
add_args --env=VIV_VX_ENABLE_CACHE_GRAPH_BINARY=1
add_args --env=VIV_VX_CACHE_BINARY_GRAPH_DIR=/var/cache/armadillo-demo-experience
add_volumes /sys /dev /run/udev /opt/firmware
add_volumes cache:/var/cache/armadillo-demo-experience
[armadillo ~]# podman_start demo_app
Starting 'demo_app'
b984a8cdf88539c32241618baf45651c92ab9318d82e1a7fbf2a4c0cba315efd
[armadillo ~]# podman exec -it demo_app bash
[container /]#

図9.169 デモアプリケーションを実行するためのコンテナ作成例

9.11.2. デモアプリケーションランチャを起動する

デモアプリケーションランチャを起動します。個々のデモアプリケーションはこのデモアプリケーションランチャから起動できます。このデモアプリケーションランチャは GUI フレームワークとして Qt を使用しています。デモアプリケーションランチャのソースコードは、apt source で取得することができます。

[container /]# apt install armadillo-demo-experience
[container /]# demoexperience

図9.170 デモアプリケーションランチャの起動

以下のようなアプケーションが起動します。

左側のカテゴリから起動したいデモアプリケーションを選びます。

選んだアプリケーションは、右下の Launch ボタンで起動することができます。

デモアプリケーションには TensorFlow Lite と NPU を使用するものが含まれています。 TensorFlow Lite と NPU を扱うライブラリのバージョンによっては、デモアプリケーションが正しく動作しない場合があります。以下のバージョンになっていることを確認してください。

表9.11 デモアプリケーション動作のために必要なバージョン

パッケージ名	必要バージョン
tensorflow-lite	2.8.0 以上
python3-tflite-runtime	2.8.0 以上
tensorflow-lite-vx-delegate	2.8.0 以上
tim-vx	1.1.39 以上

各パッケージのバージョンは、コンテナ内で以下のコマンドを実行することで確認できます。以下は、tensorflow-lite のバージョンを確認する例です。

[container ~]# dpkg -l tensorflow-lite
Desired=Unknown/Install/Remove/Purge/Hold
| Status=Not/Inst/Conf-files/Unpacked/halF-conf/Half-inst/trig-aWait/Trig-pend
|/ Err?=(none)/Reinst-required (Status,Err: uppercase=bad)
||/ Name            Version      Architecture Description
+++-===============-============-============-===============================================
ii  tensorflow-lite 2.8.0-1      arm64        deep learning framework for on-device inference

図9.171 パッケージのバージョンを確認する

バージョンの条件を満たしていない場合は、 apt update && apt upgrade を実行してアップデートを行ってください。

9.11.3. mediaplayer

mediaplayer は動画を再生するアプリケーションです。H.264, VP8, VP9 でエンコードされた動画ファイルであれば、動画のデコードに VPU が使われます。File メニューから、再生したい動画ファイルを選択することができます。このアプリケーションは、GUI フレームワークとして wxWidgets を使用しています。

音声も出力したい場合は、pulseaudio をインストールして起動する必要があります。

[container /]# apt install pulseaudio
[container /]# pulseaudio --start --exit-idle-time=-1

図9.172 pulseaudio のインストールと起動

9.11.4. video recoder

video recoder は gstreamer を使用してカメラからの映像を録画することができます。そのため、このアプリケーションを使用するためには、Armadillo 本体にカメラを接続する必要があります。カメラが接続されていると Video device の項目でカメラを選択できるようになります。カメラを選択し、Start ボタンを押すと別ウィンドウが表示され録画が開始されます。アプリケーション上のテキストボックスには、Start ボタンを押したときに起動する gstreamer のコマンドを表示しています。テキストボックスの内容はキーボードで編集可能です。このアプリケーションは、GUI フレームワークとして wxWidgets を使用しています。

マイク付きのカメラなどで同時に音声も録音したい場合は、「mediaplayer」を参照して pulseaudio を起動してください。

9.11.5. led switch tester

led switch tester は Armadillo 本体上の LED と SW1 を扱うアプリケーションです。 LED ボタンを押すことで Armadillo 本体上の LED の点灯・消灯を確認することができます。 Armadillo 本体上の SW1 を押すとアプリケーションの SW1 部分の表示が変化することを確認できます。このアプリケーションは、GUI フレームワークとして wxWidgets を使用しています。

9.11.6. rtc tester

rtc tester は Armadillo 本体上の RTC に対して日時の設定および取得が行えるアプリケーションです。カレンダー上から日付を選び、Time に設定したい時刻を入力した後、Set ボタンを押すと RTC にその日時が設定されます。Get ボタンを押すと、現在の日時を RTC から読み込みアプリケーション上に反映されます。このアプリケーションは、GUI フレームワークとして wxWidgets を使用しています。

9.11.7. object detection demo

object detection demo はカメラからの映像に対して物体認識を行うアプリケーションです。 NPU を使用しているため高速に物体認識を行えます。画面の左側には認識した物体を囲む四角形が表示され、右側には認識した物体のラベルとスコアが表示されます。このアプリケーションは機械学習のライブラリとして TensorFlow Lite を使用しています。

起動する前に、必要な Python ライブラリをインストールする必要があります。

[container /]# pip3 install pillow

図9.173 pillow のインストールと起動

このアプリケーションはカメラデバイスとしてデフォルトで /dev/video2 を使用します。お使いの環境によって別のカメラデバイスに設定したい場合は、以下のファイルを変更してください。

[container /]# vi /usr/share/armadillo-demo-experience/resources/demos.json
:
: (省略)
:
{"Machine Learning":[{
        "Tensorflow Lite":[{
            "name": "object detection demo",
            "executable": "python3 /usr/share/armadillo-demo-experience/AI-demo/object_detection/detect_usbcamera.py --model /usr/share/armadillo-demo-experience/AI-demo/object_detection/detect.tflite --labels /usr/share/armadillo-demo-experience/AI-demo/object_detection/coco_labels.txt --camera_id 2", 
            "compatible": "armadillo-x2",
            "description": "This is a simple object detection aplication that used NPU and TensorFlow Lite on the Armadillo-X2 board."
        }]
    }]

図9.174 ビデオデバイスの変更

--camera_id の値を環境に合わせて変更します。

9.11.8. pose estimation demo

pose estimation demo はカメラに映った人物の姿勢を推定して表示するアプリケーションです。 NPU を使用しているため高速に姿勢推定を行えます。推定した姿勢は人物の上に重ねて表示されます。このアプリケーションは機械学習のライブラリとして TensorFlow Lite を使用しています。

このアプリケーションは起動してから画面に映像が表示されるまで初回のみ約 1 分ほどかかります。 2回目以降の起動では 5 秒程度で映像が表示されます。また、カメラデバイスとしてデフォルトで /dev/video2 を使用します。お使いの環境によって別のカメラデバイスに設定したい場合は、以下のファイルを変更してください。

[container /]# vi /usr/share/armadillo-demo-experience/resources/demos.json
:
: (省略)
:
{"Machine Learning":[{
:
: (省略)
:
        {
            "name": "pose estimation",
            "executable": "python3 /usr/share/armadillo-demo-experience/AI-demo/pose_estimation/pose_estimation.py --model /usr/share/armadillo-demo-experience/AI-demo/pose_estimation/posenet.tflite --camera_id 2", 
            "source": "",
            "screenshot": "pose_estimation_demo.png",
            "compatible": "armadillo-x2",
            "description": "This is a simple pose estimation aplication that uses NPU on the Armadillo-X2 board."
        }]
    }]

図9.175 ビデオデバイスの変更

--camera_id の値を環境に合わせて変更します。

9.11.9. image segmentation demo

image segmentation demo はカメラに映った人物の「人物として認識された領域(セグメント)」を推定して表示するアプリケーションです。 NPU を使用しているため高速に領域推定を行えます。推定した領域は人物の上に青の透過色で重ねて表示されます。このアプリケーションは機械学習のライブラリとして TensorFlow Lite を使用しています。

[container /]# vi /usr/share/armadillo-demo-experience/resources/demos.json
:
: (省略)
:
{"Machine Learning":[{
:
: (省略)
:
        {
            "name": "image segmentation",
            "executable": "python3 /usr/share/armadillo-demo-experience/AI-demo/image_segmentation/image_segmentation.py --model /usr/share/armadillo-demo-experience/AI-demo/image_segmentation/human_segmentation.tflite --camera_id 2", 
            "source": "",
            "screenshot": "image_segmentation_demo.png",
            "compatible": "armadillo-x2",
            "description": "This is a simple image segmentation aplication that uses NPU on the Armadillo-X2 board."
        }]
    }]

図9.176 ビデオデバイスの変更

--camera_id の値を環境に合わせて変更します。

9.11.10. super resolution demo

super resolution demo はカメラの映像の中央部 50 x 50 ピクセルの領域を 200 x 200 ピクセルに解像度を上げて表示する (超解像) アプリケーションです。NPU を使用しているため高速に超解像を行えます。このアプリケーションは機械学習のライブラリとして TensorFlow Lite を使用しています。

画面右上は最近傍補間で 200 x 200 ピクセルに拡大した映像、画面右下が超解像で 200 x 200 ピクセルにした映像です。

[container /]# vi /usr/share/armadillo-demo-experience/resources/demos.json
:
: (省略)
:
{"Machine Learning":[{
:
: (省略)
:
        {
            "name": "super resolution",
            "executable": "python3 /usr/share/armadillo-demo-experience/AI-demo/super_resolution/super_resolution.py --model /usr/share/armadillo-demo-experience/AI-demo/super_resolution/super_resolution.tflite --camera_id 2", 
            "source": "",
            "screenshot": "super_resolution_demo.png",
            "compatible": "armadillo-x2",
            "description": "This is a super resolution application that uses NPU on the Armadillo-X2 board."
        }]
    }]

図9.177 ビデオデバイスの変更

--camera_id の値を環境に合わせて変更します。

9.11.11. hand estimation demo

hand estimation demo はカメラに映った人物の手指を検出してその領域と手の骨格を同時に表示するアプリケーションです。 NPU を使用しているため高速に手指検出を行えます。検出した手指の領域と骨格は手指の上に重ねて表示されます。このアプリケーションは機械学習のライブラリとして TensorFlow Lite を使用しています。

このアプリケーションは起動してから画面に映像が表示されるまで初回のみ約 30 秒ほどかかります。 2回目以降の起動では 5 秒程度で映像が表示されます。また、カメラデバイスとしてデフォルトで /dev/video2 を使用します。お使いの環境によって別のカメラデバイスに設定したい場合は、以下のファイルを変更してください。

[container /]# vi /usr/share/armadillo-demo-experience/resources/demos.json
:
: (省略)
:
{"Machine Learning":[{
:
: (省略)
:
        {
            "name": "hand estimation",
            "executable": "python3 /usr/share/armadillo-demo-experience/AI-demo/hand_estimation/hand_estimation.py --landmark_model /usr/share/armadillo-demo-experience/AI-demo/hand_estimation/hand.tflite --detection_model /usr/share/armadillo-demo-experience/AI-demo/hand_estimation/palm.tflite --camera_id 2", 
            "source": "",
            "screenshot": "hand_estimation_demo.png",
            "compatible": "armadillo-x2",
            "description": "This is a simple hand estimation application that uses NPU on the Armadillo-X2 board."
        }]
    }]

図9.178 ビデオデバイスの変更

--camera_id の値を環境に合わせて変更します。

9.11.12. screw detection demo

screw detection demo はカメラに映ったネジを検出してその領域を表示するアプリケーションです。また、領域の大きさからネジの長さを測り、しきい値以下であれば赤枠、それ以外は青枠で領域を囲います。各種パラメータはコマンドライン引数で指定可能です。

NPU を使用しているため高速にネジの検出を行えます。検出したネジの領域はネジの上に重ねて表示されます。このアプリケーションは機械学習のライブラリとして TensorFlow Lite を使用しています。

[container /]# vi /usr/share/armadillo-demo-experience/resources/demos.json
:
: (省略)
:
{"Machine Learning":[{
:
: (省略)
:
        {
            "name": "screw detection",
            "executable": "python3 /usr/share/armadillo-demo-experience/AI-demo/screw_detection/screw_detection.py --camera_id 2 --conf_thres 0.5 --iou_thres 0.45 --len_thres 130", 
            "source": "",
            "screenshot": "screw_detection_demo.png",
            "compatible": "armadillo-x2",
            "description": "This is a simple screw detection application that uses NPU on the Armadillo-X2 board."
        }]
    }]

図9.179 各種コンフィグの変更

この行の各パラメータを変更することで、アプリケーションの挙動が変化します。各パラメータの詳細は表9.12「ネジ検出デモのパラメータの詳細」を参照してください。

表9.12 ネジ検出デモのパラメータの詳細

パラメータ名	意味
camera_id	使用するカメラを指定します。/dev/videoNのNに相当します。
conf_thres	AIがネジと認識した確度のしきい値です。この値以下の確度の物体はネジとみなされません。
iou_thres	ネジ検出の後処理に使用するパラメータです。
len_thres	長いネジと短いネジの境界値を設定できます。
visualize_score	これを指定すると、AIがネジと認識した確度を描画します。
visualize_length	これを指定すると、ネジの長さを描画します。

9.12. SMS を利用する

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 は、3G/LTE モジュールを使用した SMS の送受信を行うことができます。 SMS の送信、受信した SMS の確認および削除などの操作は ModemManager の mmcli コマンドで行うことができます。

本章では mmcli コマンドでの SMS の使用方法について説明します。

9.12.1. 初期設定

SMS が利用可能な SIM を挿入して Armadillo-IoT ゲートウェイ G4の電源を入れると、 ModemManager が必要な初期設定を行い、 SMS が利用可能になります。

SMS の受信は自動的に行われます。

図9.180「言語設定」に示すコマンドを実行し、言語設定を行います。

[armadillo ~]# export LANG="ja_JP.UTF-8"

図9.180 言語設定

9.12.2. SMS を送信する

SMS を作成するには、図9.181「SMS の作成」に示すコマンドを実行します。

[armadillo ~]# mmcli -m 0 --messaging-create-sms="number=[送信先電話番号],text='[SMS 本文]'"

図9.181 SMS の作成

SMSの作成に成功すると、以下のようにSMS番号が表示されます。SMS番号は送信時に使用します。

Successfully created new SMS: /org/freedesktop/ModemManager1/SMS/[SMS 番号]

図9.182 SMS 番号の確認

図9.183「SMS の送信」に示すコマンドを実行し、SMS 送信を行います。 [SMS番号] には、 SMS の作成時に表示された番号を指定します。

[armadillo ~]# mmcli -s [SMS 番号] --send

図9.183 SMS の送信

9.12.3. SMS を受信する

SMS を送信可能な端末から Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 に SMS を送信すると、 Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 は自動的に SMS を受信します。

また、 EC25-J の内蔵ストレージに 255 件 SMS を保存した状態で Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 に SMS を送信した場合は、Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 は受信を行いません。

受信を行うには、 EC25-J の内蔵ストレージに保存している SMS を削除するか、他のストレージに移動する必要があります。

9.12.4. SMS 一覧を表示する

図9.184「SMS の一覧表示」のコマンドを実行することで、 SMS 一覧を表示できます。

末尾が "(sent)" となっているものが送信した SMS で "(received)" となっているものが受信した SMS です。

[armadillo ~]# mmcli -m 0 --messaging-list-sms
Found 7 SMS messages:
         /org/freedesktop/ModemManager1/SMS/0 (received)
         /org/freedesktop/ModemManager1/SMS/1 (received)
         /org/freedesktop/ModemManager1/SMS/2 (received)
         /org/freedesktop/ModemManager1/SMS/3 (received)
         /org/freedesktop/ModemManager1/SMS/4 (sent)
         /org/freedesktop/ModemManager1/SMS/5 (received)
         /org/freedesktop/ModemManager1/SMS/6 (sent)

図9.184 SMS の一覧表示

9.12.5. SMS の内容を表示する

SMS の内容を表示するには、図9.185「SMSの内容を表示」に示すコマンドを実行します。

[armadillo ~]# mmcli -s [SMS 番号]
  ----------------------------------
  Content    |              number: XXXXXXXXXXX
             |                text: hello world
  ----------------------------------
  Properties |            PDU type: deliver
             |               state: received
             |             storage: me
             |                smsc: +XXXXXXXXXXXX
             |           timestamp: XXXXXXXXXXXX+XX

図9.185 SMSの内容を表示

受信した SMS は自動的に 3G/LTE モジュールの内蔵ストレージに保存されます。Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 に搭載されている、 EC25-J は、最大 255 件まで SMS を保存することが可能です。

SMS の内容を表示した際の「storage: me」は、 3G/LTEモジュールの内蔵ストレージに SMS が保存されていることを意味しています。

「storage: sm」と表示された場合、 SIM カードのストレージに SMS が保存されています。 SIM カードのストレージに保存できる SMS の件数は SIM カードによって異なります。

ストレージに保存されている SMS は、Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 の電源を切断してもデータが保持されます。

9.12.6. SMS を削除する

SMS を削除するには、図9.186「SMSの削除」に示すコマンドを実行します。

[armadillo ~]# mmcli -m 0 --messaging-delete-sms=[SMS 番号]

図9.186 SMSの削除

9.12.7. SMS を他のストレージに移動する

SIM カードのストレージに SMS を移動するには、図9.187「SIM カードのストレージに SMS を移動」に示すコマンドを実行します。

[armadillo ~]# mmcli -s [SMS 番号] --store-in-storage="sm"

図9.187 SIM カードのストレージに SMS を移動

3G/LTE モジュールの内蔵ストレージに SMS を移動するには、図9.188「3G/LTE モジュールの内蔵ストレージに SMS を移動」に示すコマンドを実行します。

[armadillo ~]# mmcli -s [SMS 番号] --store-in-storage="me"

図9.188 3G/LTE モジュールの内蔵ストレージに SMS を移動

9.13. 無線 LAN でネットワークを構成する

この章では、Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 WLAN モデルに搭載されている WLAN + BT コンボモジュールを使って様々なネットーワークを構成する例を紹介します。

9.13.1. 無線 LAN アクセスポイント (AP) に接続する

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 WLAN モデルを子機として、無線 LAN AP に接続する方法を説明します。

以下は、WPA2-PSK(AES) の AP に接続する例です。ここでは、AP の ESSID を [essid]、パスフレーズを [passphrase] と表記します。

[armadillo ~]# nmcli device wifi connect [essid] password [passphrase]
[armadillo ~]# persist_file /etc/NetworkManager/system-connections/[essid].nmconnection

図9.189 無線 LAN AP に接続する

設定ファイルを永続化することで、Armadillo 起動時に自動的に AP に接続するようになります。

nmtui を使用して設定する

nmtui というツールを使用するとテキストユーザーインターフェースで設定を行うことができます。

[armadillo ~]# nmtui

図9.190 nmtui を起動する

表示された画面上で設定が行なえます。

Activate a connection を選択します。

Wi-Fi (mlan0) の下に表示される AP 一覧の中から、接続したいものを選択します。

表示された画面で、接続のためのパスフレーズを入力します。

入力後に OK を押すと接続されます。

9.13.2. 無線 LAN アクセスポイント (AP) として設定する

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 WLAN モデルを無線 LAN AP として設定する方法を説明します。AP を設定するには hostapd というソフトウェアと、 DNS/DHCP サーバである dnsmasq というソフトウェアを使用します。

hostapd と dnsmasq は Armadillo Base OS にデフォルトでインストール済みとなっているため、インストール作業は不要です。インストールされていない場合は、 Armadillo Base OS を最新バージョンに更新してください。


	アクセスポイントモード (AP) とステーションモード (STA) の同時利用はできません。 Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 WLAN モデルを子機として無線 LAN AP に接続しながら、 hostapd を起動するような使い方は避けてください。

9.13.2.1. hostapd を使用して設定する


	hostapd が使用するインターフェース (`*uap`) は、NetworkManager の管理から外す必要があるため、 `/etc/NetworkManager/conf.d/unmanaged.conf` ファイルに記載することでデフォルトで外してあります。

bridge インターフェースを追加する

NetworkManager で bridge インターフェース (br0) を追加します。同時に IP アドレスも設定します。ここでは 192.168.1.1 を設定しています。

[armadillo ~]# nmcli con add type bridge ifname br0
[armadillo ~]# nmcli con mod bridge-br0 ipv4.method manual ipv4.address "192.168.1.1/24"
[armadillo ~]# nmcli con up bridge-br0
[armadillo ~]# persist_file /etc/NetworkManager/system-connections/bridge-br0.nmconnection

図9.191 bridge インターフェースを作成する

設定ファイルを永続化します。

hostapd を設定する

hostapd の設定ファイルの雛形として用意してある /etc/hostapd/hostapd.conf.example をコピーして使用します。

[armadillo ~]# cp /etc/hostapd/hostapd.conf.example /etc/hostapd/hostapd.conf
[armadillo ~]# vi /etc/hostapd/hostapd.conf
hw_mode=a 
channel=44 
ssid=myap 
wpa_passphrase=myap_pass 
interface=uap0
bridge=br0
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
wpa_pairwise=TKIP
rsn_pairwise=CCMP
driver=nl80211
country_code=JP
ctrl_interface=/var/run/hostapd
ctrl_interface_group=0
disassoc_low_ack=1
preamble=1
wmm_enabled=1
macaddr_acl=0
auth_algs=1
ignore_broadcast_ssid=0
wpa=2
ieee80211ac=1
ieee80211ax=1
ieee80211n=1
ieee80211d=1
ieee80211h=1
logger_syslog=-1
logger_syslog_level=2
logger_stdout=-1
logger_stdout_level=2

[armadillo ~]# persist_file /etc/hostapd/hostapd.conf 
[armadillo ~]# rc-service hostapd start 
[armadillo ~]# rc-update add hostapd 
[armadillo ~]# persist_file /etc/runlevels/default/hostapd

図9.192 hostapd.conf を編集する

	5GHz であれば a を、2.4GHz であれば g を設定します。
	使用するチャンネルを設定します。
	子機から接続するための任意の SSID を設定します。この例では myap を設定しています。
	子機から接続するための任意のパスフレーズを設定します。この例では myap_pass を設定しています。
	設定ファイルを永続化します。
	hostapd を起動します。
	Armadillo 起動時に hostapd が自動的に起動されるようにします。
	hostapd 自動起動の設定を永続化します。

dnsmasq を設定する

dnsmasq の設定ファイルを以下の内容で作成し /etc/dnsmasq.d/ 下に配置します。ファイル名は任意ですが、拡張子は .conf としてください。ここでは dhcp.conf としています。

[armadillo ~]# vi /etc/dnsmasq.d/dhcp.conf
interface=br0
bind-dynamic
dhcp-range=192.168.1.10, 192.168.1.254, 24h 

[armadillo ~]# persist_file /etc/dnsmasq.d/dhcp.conf 
[armadillo ~]# rc-service dnsmasq restart

図9.193 dnsmasq の設定ファイルを編集する

	子機に割り当てる IP アドレスの範囲とリース期間を設定します。
	設定ファイルを永続化します。
	dnsmasq を再起動します。

hostapd と dnsmasq の起動完了後、子機から hostapd.conf で設定した SSID とパスフレーズで接続できます。

9.13.3. ルータとして設定する

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 WLAN モデルをルータとして設定して外部ネットワークに接続する方法を説明します。ここでは外部ネットワークの例として一般的なインターネットを設定しています。

9.13.3.1. 無線 LAN 側に接続した機器から Ethernet 経由でインターネットに接続する

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 WLAN モデルを無線 LAN AP として設定し、 AP に接続した子機から、 Ethernet(eth0/eth1) を経由してインターネットに接続する方法を説明します。

最初に、「無線 LAN アクセスポイント (AP) として設定する」を参照して AP の設定を完了させてください。

ip_forward を有効にする

ルータとして機能させるために、 ip_forward を有効にします。 sysctl の設定ファイルを以下の内容で作成し /etc/sysctl.d/ 下に配置します。ファイル名は任意ですが、拡張子は .conf としてください。ここでは router.conf としています。

[armadillo ~]# vi /etc/sysctl.d/router.conf
net.ipv4.ip_forward = 1 

[armadillo ~]# persist_file /etc/sysctl.d/router.conf 
[armadillo ~]# rc-service sysctl restart

図9.194 ip_forward を有効にする

	1 (有効) に設定します。
	設定ファイルを永続化します。
	sysctl を再起動して設定を反映させます。

iptables コマンドで NAT を設定する

[armadillo ~]# iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 -o eth0 -j MASQUERADE 
[armadillo ~]# /etc/init.d/iptables save 
[armadillo ~]# persist_file /etc/iptables/rules-save

図9.195 NAT を設定する

	ここで設定する IP アドレスのネットワーク部は AP に設定したものと合わせてください。
	iptables の設定を保存します。
	保存した設定ファイルを永続化します。

設定完了後、AP を起動して子機を接続すると子機からインターネットに接続することができます。経由する Ethernet インターフェースを eth1 としたい場合は、 iptables の設定時に -o eth1 としてください。

9.13.3.2. Ethernet 側に接続した機器から無線 LAN 経由でインターネットに接続する

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 WLAN モデルの Ethernet(eth0/eth1) に接続した機器から、無線 LAN を経由してインターネットに接続する方法を説明します。

ip_forward を有効にする

図9.194「ip_forward を有効にする」と同様の手順で設定します。

bridge インターフェースを追加して eth0 と eth1 を割り当てる

[armadillo ~]# nmcli con down "Wired connection 1" 
[armadillo ~]# nmcli con down "Wired connection 2"
[armadillo ~]# nmcli con add type bridge ifname br0 
[armadillo ~]# nmcli con mod bridge-br0 ipv4.method manual ipv4.address "192.168.1.1/24" bridge.stp off 
[armadillo ~]# nmcli con add type ethernet slave-type bridge ifname eth0 master bridge-br0 
[armadillo ~]# nmcli con add type ethernet slave-type bridge ifname eth1 master bridge-br0 
[armadillo ~]# nmcli con up bridge-br0
[armadillo ~]# nmcli con up bridge-slave-eth0
[armadillo ~]# nmcli con up bridge-slave-eth1
[armadillo ~]# persist_file /etc/NetworkManager/system-connections/bridge-br0.nmconnection 
[armadillo ~]# persist_file /etc/NetworkManager/system-connections/bridge-slave-eth0.nmconnection
[armadillo ~]# persist_file /etc/NetworkManager/system-connections/bridge-slave-eth1.nmconnection

図9.196 bridge に eth0 と eth1 を割り当てる

	デフォルトで存在しているコネクションを down します。
	bridge インターフェースを作成します。
	作成した bridge-br0 に任意の IP アドレスを設定し STP を無効にします。
	eth0 を bridge-br0 に割り当てます。
	eth1 を bridge-br0 に割り当てます。
	それぞれの設定ファイルを永続化します。

dnsmasq を設定する

[armadillo ~]# vi /etc/dnsmasq.d/dhcp.conf
interface=br0
bind-dynamic
dhcp-range=192.168.1.10, 192.168.1.254, 24h 

[armadillo ~]# persist_file /etc/dnsmasq.d/dhcp.conf
[armadillo ~]# rc-service dnsmasq restart

図9.197 dnsmasq の設定ファイルを編集する

	接続した機器に割り当てる IP アドレスの範囲とリース期間を設定します。
	dnsmasq を再起動します。

iptables コマンドで NAT を設定する

[armadillo ~]# iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 -o mlan0 -j MASQUERADE 
[armadillo ~]# /etc/init.d/iptables save 
[armadillo ~]# persist_file /etc/iptables/rules-save

図9.198 NAT を設定する

	ここで設定する IP アドレスのネットワーク部は bridge-br0 に設定したものと合わせてください。
	iptables の設定を保存します。
	保存した設定ファイルを永続化します。

無線 LAN AP に接続する

「無線 LAN アクセスポイント (AP) に接続する」と同様の手順で、無線 LAN アクセスポイントに接続します。

設定完了後、eth0/eth1 ポートに機器を接続すると無線 LAN 経由でインターネットに接続することができます。

9.14. 動作中の Armadillo の温度を測定する

この章では、Armadillo Base OS 搭載製品を組み込んだユーザー製品の熱設計時に役立つ温度プロファイラツールである「atmark-thermal-profiler」について紹介します。

9.14.1. 温度測定の重要性

Armadillo は製品ごとに動作温度範囲が設定されていますが、それらはあくまでも標準筐体に放熱材と共に取り付けて使用した場合の目安であり、実運用時には自作の筐体の使用や放熱の有無などで記載のスペック通りにならない場合があります。また、 Armadillo には CPU または SoC が特定の温度以上になると、自動的にシャットダウンするサーマルシャットダウン機能が搭載されています。そのため、現実的には Armadillo を組み込んだ製品を運用時と同等の環境で動作させつつ、実際に温度を計測して実運用時の CPU 及び SoC 温度がどの程度まで上がるか、サーマルシャットダウンは起こらないかを確かめる必要があります。

Armadillo Base OS 搭載製品では、動作中の Armadillo の各種温度等を取得しCSV形式で出力する atmark-thermal-profiler を利用することができますので、温度測定に役立てることができます。

9.14.2. atmark-thermal-profiler をインストールする

atmark-thermal-profiler は apk パッケージで公開されていますので、apk add コマンドでインストールすることが可能です。

[armadillo ~]# apk upgrade
[armadillo ~]# apk add atmark-thermal-profiler

図9.199 atmark-thermal-profiler をインストールする

atmark-thermal-profiler はデバッグ(開発)用途で温度情報を収集及び解析するツールです。 atmark-thermal-profiler は、他の apk パッケージと同様に persist_file -a コマンドで永続的にインストールしておくことが可能ですが、ログの保存のために Armadillo が起動している間 eMMC への書き込みを続けるので、 Armadillo を組み込んだ製品の運用時に動かしたままにしておくことは推奨しません。

atmark-thermal-profiler を永続的にインストールする場合は、運用時には必ず削除してください。

9.14.3. atmark-thermal-profiler を実行・停止する

図9.200「atmark-thermal-profiler を実行する」に示すコマンドを実行することで、 atmark-thermal-profiler が動作を開始します。

[armadillo ~]# rc-service atmark-thermal-profiler start

図9.200 atmark-thermal-profiler を実行する

図9.201「atmark-thermal-profiler を停止する」に示すコマンドを実行することで、 atmark-thermal-profiler が動作を停止します。

[armadillo ~]# rc-service atmark-thermal-profiler stop

図9.201 atmark-thermal-profiler を停止する

9.14.4. atmark-thermal-profiler が出力するログファイルを確認する

atmark-thermal-profiler は、インストール直後から自動的に温度やCPU負荷率、Load Averageなどの情報を30秒に1度の周期で集め、/var/log/thermal_profile.csvに追記していきます。

[armadillo ~]# head /var/log/thermal_profile.csv
DATE,ONESHOT,CPU_TMEP,SOC_TEMP,LOAD_AVE,CPU_1,CPU_2,CPU_3,CPU_4,CPU_5,USE_1,USE_2,USE_3,USE_4,USE_5
2022-11-30T11:11:05+09:00,0,54,57,0.24,/usr/sbin/rngd -b -p /run/rngd.pid -q -O jitter:buffer_size:4133 -O jitter:refill_thresh:4133 -O jitter:thread_count:1,/usr/sbin/chronyd -f /etc/chrony/chrony.conf,[kworker/1:3H-kb],podman network inspect podman,/usr/sbin/NetworkManager -n,22,2,2,0,0,
: (省略)

図9.202 ログファイルの内容例

thermal_profile.csv の1行目はヘッダ行です。各列についての説明を表9.13「thermal_profile.csvの各列の説明」に記載します。

表9.13 thermal_profile.csvの各列の説明

ヘッダ	説明
DATE	その行のデータ取得日時です。 "年-月-日T時:分:秒+タイムゾーン" の形式で出力されます。
ONESHOT	この列が1の行のデータは、サーマルシャットダウンを含むシャットダウンが実行された時に取得されたことを示します。
CPU_TEMP	計測時点の CPU 温度を示します。単位は℃です。
SOC_TEMP	計測時点の SoC 温度を示します。単位は℃です。製品よっては非対応で、その場合は空白になります。
LOAD_AVE	計測時点から直近1分間のLoad Averageです。
CPU_1	計測時点のCPU使用率1位のプロセスです。
CPU_2	計測時点のCPU使用率2位のプロセスです。
CPU_3	計測時点のCPU使用率3位のプロセスです。
CPU_4	計測時点のCPU使用率4位のプロセスです。
CPU_5	計測時点のCPU使用率5位のプロセスです。
USE_1	計測時点のCPU使用率1位のプロセスのCPU使用率です。
USE_2	計測時点のCPU使用率2位のプロセスのCPU使用率です。
USE_3	計測時点のCPU使用率3位のプロセスのCPU使用率です。
USE_4	計測時点のCPU使用率4位のプロセスのCPU使用率です。
USE_5	計測時点のCPU使用率5位のプロセスのCPU使用率です。

9.14.5. 温度測定結果の分析

atmark-thermal-profiler を使用して得られたログファイルの内容を分析してみます。

9.14.5.1. サーマルシャットダウン温度の確認

予め、使用している Armadillo が何℃でサーマルシャットダウンするか確認しておきます。ここでは、 Armadillo Base OS を搭載している Armadillo-IoT ゲートウェイ G4 を例とします。他の製品では得られる結果が異なる場合があることに注意してください。

[armadillo ~]# cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/trip_point_1_temp
105000 
[armadillo ~]# cat /sys/class/thermal/thermal_zone1/trip_point_1_temp
105000

図9.203 サーマルシャットダウン温度の確認(Armadillo-IoT ゲートウェイ G4を例に)

	CPU のサーマルシャットダウン温度です。ミリ℃で表記されているので、105℃でサーマルシャットダウンすることがわかります。
	SoC のサーマルシャットダウン温度です。ミリ℃で表記されているので、105℃でサーマルシャットダウンすることがわかります。

9.14.5.2. 温度測定結果のグラフ化

atmark-thermal-profiler が出力するログ(thermal_profile.csv)はCSVファイルなので、各種表計算ソフトでインポートしてグラフ化することが可能です。これにより Armadillo 動作中の温度の変化が可視化され、得られる情報が見やすくなります。

図9.204「Armadillo-IoT ゲートウェイ G4で取得した温度のグラフ」は Armadillo-IoT ゲートウェイ G4上で一定期間 atmark-thermal-profiler を実行して取得した thermal_profile.csv を Google スプレッドシートでグラフ化したものです。例のために、途中で stress-ng コマンドを実行して CPU に負荷を与えた後、 stress-ng コマンドを停止して CPU と SoC の温度が下がるのを待った際のデータです。

図9.204 Armadillo-IoT ゲートウェイ G4で取得した温度のグラフ

グラフの縦軸は温度(℃)で、横軸は時間です。青い線は CPU の温度、赤い線は SoC の温度を表しています。このグラフと、「サーマルシャットダウン温度の確認」で得たサーマルシャットダウン温度を見比べると、 CPU に負荷をかけた際であっても SoC の温度は 60℃ 前後ほどまでしか上がらず、この条件で動く Armadillo が温度的にどれほど余裕を持っているかをひと目で確認できます。

9.14.5.3. CPU使用率の確認

atmark-thermal-profiler は、時間毎の温度だけでなく CPU 使用率と CPU 使用率の高いプロセスについても取得して記録します。 CPU 使用率については thermal_profile.csv の CPU_1〜CPU_5 列と、 USE_1〜USE_5 列を参照してください。各列について詳しくは表9.13「thermal_profile.csvの各列の説明」にまとまっています。

一般的に CPU 使用率が高くなると、 CPU 周辺の温度も高くなります。そのため、測定した温度が高い場合は、 CPU 使用率の高いプロセスに注目して、 CPU を無駄に使用している意図しない処理が行なわれていないかなどを確認することをおすすめします。

^[7]推論実行用のソフトウェアであり、学習は行なえません。

^[8]スペースキーでページを送ると、最終ページに同意するかどうかの入力プロンプトが表示されます。


第8章開発の基本的な流れ	PDF version	第10章動作ログ