Fixing console UART on Quartz64 Model B

Recently, I've obtained Quartz64 Model B single board computer (the board revision is 1.4 2022.06.06). It is equipped with so-called RasbperryPi-compatible 40-pin extension header, which provides access to UART console. The board is powered by Rockchip RK3566 Quad-Core ARM Processor and default UART baudrate is 1500000 as it was for RK3328 for instance.

Surprisingly, I had nothing on the console when I powered the board up. Even though HDMI output works fine, and the board was booting successfully. It took some time to realize that something is wrong with the board itself. Then it appeared that other people also suffer from the similar issue: https://forum.pine64.org/showthread.php?tid=17131&pid=115539#pid115539

At some point I attached an oscilloscope to the UART TX pin:

These saw teeth are supposed to be rectangular for not-disturbed signal. So, the hardware origin of the issue became more evident. Unfortunately, Pine64 support didn't help me with this issue, they only adviced to try different OS, different power supply, etc. All of that didn't helped.

The board schematic is not very complicated for UART TX (the same is valid for RX):

The resistors can be probed relatively easily, it appeared that all of them have correct nominals. So, the final decision appeared to replace Q1 (for RX line) and Q2 (for TX line) SOT-323 MOSFETs. There are only two components of SOT-323 size on the board and they can be easily located with the help of components placement:

The MOSFETs have KN on their case and three pins and each located at its own side of the board. The pars are relatively big to be manually resoldered. I used Pine64 Pencil with ILS soldering tip. It seems that high-temperature lead-free soldering was used on the factory, so the temperature close to 400C was required to unsolder the parts. After the parts were replaced with the spares supplied by local electronic distributor, UART console has been working as initially expected.

Использование chrony для синхронизации времени с GPS

Возможность использования систем спутниковой навигации в качестве источника точного времени востребована в настоящее время, во многом благодаря обилию доступных по цене приёмников. Сервер точного времени chrony, развиваемый как легковесная замена ntpd, выбран во многих дистрибутивах в качестве сервера времени по умолчанию, и, конечно, поддерживает такую возможность.

Де-факто стандартом приёмников является, пришедший с водного транспорта, протокол NMEA 0183, зачастую используемый поверх RS232. Для целей синхронизации времени как правило используется отдельная линия с TTL сигналом с частотой 1 Гц. При использовании линий RS232 для передачи TTL сигнала используется DCD (первый пин разъема DB9). На популярных в последнее время одноплатных компьютерах для приема сигнала 1 Гц используется интерфейс GPIO.

На стороне ядра Linux сигнал обрабатывается подсистемой PPS: модулем pps-ldisc в случае DCD, или модулем pps-gpio для GPIO. Пользовательские приложения получают доступ к таблице событий через символьные устройства /dev/ppsX.

Данные, передаваемые по протоколу NMEA, доступны для чтения через соответсвующее устройство: /dev/ttyY. В отличии от ntpd, chrony не содержит код для разбора протокола NMEA, поэтому полагается на gpsd, который, в свою очередь, передает chrony данные о точном времени через unix сокет.

gpsd обладает скудными возможностями конфигурации, а собственные способности автоконфигурации его зачасную подводят. При запуске gpsd необходимо использовать следующие аргументы командной строки:

• -n начать приём данных сразу после запуска; по умолчанию, gpsd ждет клиентских подключений для начала работы;
• -s 9600 указывается скорость обмена для приёмника;
• /dev/ttyY устройсто с NMEA.

При использовании устройств с именами вида /dev/ttyY gpsd пытается активировать на них линейную дисциплину PPS для получения сигнала с линии DCD. Сигнала, да и самой линии, может не быть, особенно в случаях с одноплатными компьютерами, а сообщить gpsd об этом явно возможности не предусмотрено. Однако, если устройство имеет имя /dev/gpsd0, то gpsd пытается открыть уже готовое устройство /dev/pps0, которое очень удачно может обслуживаться модулем pps-gpio. В последнем случае, придётся пойти на поклон к udev и попросить его делать символическую ссылку для нужного нам tty устройства. Примерное содержимое /etc/udev/rules.d/98-gpsd.rules:

ACTION=="remove", GOTO="gpsd_end"

KERNEL=="ttyS2", SYMLINK+="gpsd0", MODE="0600", OWNER="root", GROUP="root"

LABEL="gpsd_end"

Для chrony следует указать источник точного времени в виде сокета следующим образом. Примерное содержимое /etc/chrony.d/gps.conf:

refclock SOCK /run/chrony.gpsd0.sock refid GPS

Имя сокета для подключения не может быть задано произвольно. Дело в том, что gpsd нельзя указать, куда он должен передавать информацию о времени, вместо этого он самостоятельно начинает запись в сокет с именем /run/chrony.gpsd0.sock если его обнаружит. Следует убедиться, что gpsd запускается после chronyd. Текст gpsd0 после первой точки в имени файла соответсвует имени устройства используемого gpsd для чтения NMEA.

С помощью утилиты chronyc можно проверить, что всё работает корректно.

chronyc> sources
MS Name/IP address         Stratum Poll Reach LastRx Last sample
===============================================================================
#* GPS                           0   4   377    21   -721ns[-2140ns] +/- 1333ns
^- 2a00:ab00:203:9::1000:1       2   6   337     2  +9783us[+9783us] +/-   65ms
^- ftpshare1.corbina.net         2   6   377     2  -4050us[-4050us] +/-   39ms
^- tms04.deltatelesystems.ru     2   6   377    63    +11ms[  +11ms] +/-  104ms
^- 2a00:ab00:203:9::1000:6       2   6   177     1    +12ms[  +12ms] +/-   63ms

Возможные значения колнки "S":

• * — используется в качестве основного источника,
• + — используется,
• - — не используется,
• ? — не используется, идёт сбор информации о стабильности источника.

Настройка вложенной виртуализации в ESXi 6.0

Иногда в гостевой системе требуется в свою очередь запускать виртуальные машины. В нашем случае, гипервизор VMWare ESXi 6.0 (он же известен под названием vSphere Hypervisor) используется для запуска различных операционных систем, сервисы в одной из которых, в свою очередь, динамически запускают qemu-kvm. Для того, чтобы kvm в гостевой системе работал, необходимо включить вложенную (nested) виртуализацию. Делается это следующим замысловатым образом.

Во-первых, в vmx-файл настроенной гостевой системы дописывается директива vhv.enable = "TRUE". Включить эту настройку из клиентского приложения, видимо, нельзя. Для редактирования файла можно сначала загрузить его на локальную машину, а затем отредактированную версию загрузить назад, используя браузер датастора гипервизора.
Во-вторых, нужно попросить гипервизор перечитать vmx-файл, как описано в тикете 1026043 базы знаний VMWare. А именно, используя ssh для доступа к командной строке гипервизора выполнить команды:

# vim-cmd vmsvc/getallvms
# vim-cmd vmsvc/reload Vmid

Первая команда просто отображает список всех виртуальных машин гипервизора, она нужна чтобы определить Vmid интересующей нас машины, это число используется во второй команде.

После этого стартуем виртуальную машину и проверяем, что аппаратная виртуализация стала доступна нам в гостевой системе:

# cat /proc/cpuinfo | grep vmx
flags           : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush dts mmx fxsr sse sse2 ss ht syscall nx rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon pebs bts nopl xtopology tsc_reliable nonstop_tsc aperfmperf pni pclmulqdq vmx ssse3 cx16 sse4_1 sse4_2 popcnt aes hypervisor lahf_lm ida arat epb dtherm tpr_shadow vnmi ept vpid
flags           : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush dts mmx fxsr sse sse2 ss ht syscall nx rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon pebs bts nopl xtopology tsc_reliable nonstop_tsc aperfmperf pni pclmulqdq vmx ssse3 cx16 sse4_1 sse4_2 popcnt aes hypervisor lahf_lm ida arat epb dtherm tpr_shadow vnmi ept vpid
# lsmod | grep kvm
kvm_intel             151704  3 
kvm                   493230  1 kvm_intel

Удаленная сетевая консоль ядра Linux

Иногда, когда ядро Linux испытывает проблемы, одними из способов сбора отладочной информации являются консоль последовательного порта или сетевая консоль. Сразу обратим внимание, что второй вариант имеет как недостатки, например, предполагает, что сетевая подсистема ядра остается функциональной во время возникновения проблем, так и преимущества, например, можно сконфигурировать удаленно.

Полное описание сетевой консоли находится в документации ядра. Для настройки достаточно добавить в modprobe.d/99-local.conf:

options netconsole netconsole=@/,514@192.168.10.7/00:0C:29:F3:92:97

Здесь, 514 - номер UDP порта, 192.168.10.7 - IP удаленного хоста куда будет отсылаться информация, 00:0C:29:F3:92:97 - его MAC адрес, если его не указать явно то будет использоваться широковещательный адрес FF:FF:FF:FF:FF:FF, что может затруднить передачу информации в зависимости от настроек сетевого оборудования.
И загрузить модуль netconsole или, по желанию, поставить его на автозагрузку при старте системы.

После загрузки модуля netconsole, сетевая консоль начинает немедленно функционировать, а в системном журнале можно увидеть примерно следующее:

May  1 18:57:51 192.168.10.4 kernel: [162255.522603] netconsole: local port 6665
May  1 18:57:51 192.168.10.4 kernel: [162255.522673] netconsole: local IP 0.0.0.0
May  1 18:57:51 192.168.10.4 kernel: [162255.522710] netconsole: interface eth0
May  1 18:57:51 192.168.10.4 kernel: [162255.522746] netconsole: remote port 514
May  1 18:57:51 192.168.10.4 kernel: [162255.522784] netconsole: remote IP 192.168.10.7
May  1 18:57:51 192.168.10.4 kernel: [162255.522826] netconsole: remote ethernet address 00:0c:29:f3:92:97
May  1 18:57:51 192.168.10.4 kernel: [162255.522881] netconsole: local IP 192.168.10.4
May  1 18:57:51 192.168.10.4 kernel: [162255.523032] console [netcon0] enabled
May  1 18:57:51 192.168.10.4 kernel: [162255.523349] netconsole: network logging started

Данные приходят в самом простом текстовом виде и их можно читать самым простым способом:

netcat -u -l 514

Если у нас в наличии есть syslog-ng — можно использовать его следующим образом:

source s_remote_udp {
        network(transport("udp") ip(0.0.0.0) port(514));
};
filter f_remote_remhost {
        netmask(192.168.10.4);
};
destination d_remote_remhost {
        file("/var/log/remote/remhost.log");
};
log {
        source(s_remote_udp);
        filter(f_remote_remhost);
        destination(d_remote_remhost);
};

Проверить, что всё работает можно следующим образом:

echo '<7>Hello world!' > /dev/kmsg
dmesg -n 8

Сообщение должно появиться в журнале и быть передано по сети на удаленный хост.

Удаленная отладка ядра Linux

Ядро Linux периодически ломается, иногда это происходит на стадии загрузки. Одним из методов исследования проблемы является удаленная отладка с использованием последовательного порта.

Опции конфигурации ядра должны быть такими:

CONFIG_KGDB=y
CONFIG_KGDB_SERIAL_CONSOLE=y

Кроме того, драйвер последовательного порта должен быть включен в состояние Y.

Далее нам понадобятся отладочные символы и исходные коды ядра, которые находятся в пакетах -debuginfo и -debugsource. Скорее всего, архитектуры удаленной и локальной системы не будут совпадать, так как особенно часто ядро Linux не работает на архитектуре armv7l, поэтому просто распакуем данные следующим образом:

> rpm2cpio kernel-default-base-debuginfo-4.2.rc4-1.1.gaf243bc.armv7hl.rpm | cpio -id
> rpm2cpio kernel-default-debuginfo-4.2.rc4-1.1.gaf243bc.armv7hl.rpm | cpio -id
> rpm2cpio kernel-default-debugsource-4.2.rc4-1.1.gaf243bc.armv7hl.rpm | cpio -id

В текущей директории будет создана поддиректория /usr содержащая отладочные символы и исходные коды в стандартной иерархии. Кроме того, нам понадобятся сами бинарные файлы ядра:

> rpm2cpio kernel-default-base-4.2.rc4-1.1.gaf243bc.armv7hl.rpm | cpio -id
> rpm2cpio kernel-default-4.2.rc4-1.1.gaf243bc.armv7hl.rpm | cpio -id

Далее, следует подключить последовательный порт, и открыть удаленную консоль следующим, например, образом:

> screen /dev/ttyUSB0 115200

и начать загрузку целевого устройства. Для активации механизма kgdb потребуется добавить параметры командной строки ядра в загрузчике:

U-Boot# setenv append "kgdboc=ttyO0,115200 kgdbwait"
U-Boot# boot

Если все пойдет правильно, то загрузка ядра остановится после примерно следующих строк:

[    3.753423] 44e09000.serial: ttyO0 at MMIO 0x44e09000 (irq = 154, base_baud = 3000000) is a OMAP UART0
[    4.497783] console [ttyO0] enabled
[    4.502387] STMicroelectronics ASC driver initialized
[    4.507960] KGDB: Registered I/O driver kgdboc
[    4.512673] KGDB: Waiting for connection from remote gdb...

Entering kdb (current=0xdb0b3480, pid 1) on processor 0 due to Keyboard Entry
[0]kdb> 

kdb ождает ввода команд, среди прочего доступна команда help, выводящая список базовых команд. На этом консоль можно закрыть: Ctrl-A :quit и открыть отладчик gdb.

Для начала установим пути к отладочным символам и исходным кодам и загрузим объектный файл ядра целевой системы (внимание, сначала этот файл нужно будет распаковать командой gz).

(gdb) set debug-file-directory /tmp/dbg/usr/lib/debug
(gdb) directory /tmp/dbg/usr/src/debug/kernel-default-4.2.rc4/linux-4.2-rc4/linux-obj
(gdb) file /tmp/dbg/boot/vmlinux-4.2.0-rc4-1.gaf243bc-default
Reading symbols from /tmp/dbg/boot/vmlinux-4.2.0-rc4-1.gaf243bc-default...Reading symbols from /tmp/dbg/usr/lib/debug/boot/vmlinux-4.2.0-rc4-1.gaf243bc-default.debug...done.
done.

После этого нужно подключиться к целевой системе:

(gdb) target remote /dev/ttyUSB0
Remote debugging using /dev/ttyUSB0
0xc031dc08 in arch_kgdb_breakpoint () at ../arch/arm/include/asm/outercache.h:142

Далее можно использовать отладчик как обычно. Через команду monitor доступны все команды из консоли kdb, среди них есть достаточно полезные, например dmesg или lsmod:

(gdb) monitor lsmod
Module                  Size  modstruct     Used by
musb_am335x             1431  0xbf000278    1  (Loading) 0xbf000000 [ ]

Обратите внимание, что команда lsmod любезно нам показывает адрес 0xbf000000, куда в памяти загружен модуль musb_am335x. Этот адрес нужен чтобы отлаживать код из модуля:

(gdb) add-symbol-file /tmp/dbg/lib/modules/4.2.0-rc4-1.gaf243bc-default/kernel/drivers/usb/musb/musb_am335x.ko 0xbf000000

Устойчивые имена сетевых интерфейсов

Разработчики systemd продолжают вести нас в светлое будущее. В udev уже давно реализован механизм Predictable Network Interface Names, который представляет из себя кусочек кода на C, заполняющий переменные ID_NET_NAME_* исходя из свойств расположения физического сетевого устройства.

Считается, что подобный подход дает больше информации, чем прибитие гвоздями имен интерфейсов eth? к MAC-адресам в 70-persistent-net.rules. Однако, не обходится без недостатков. Например, при запуске системы под гипервизором VMWare ESXi, единственный сетевой интерфейс у меня называется eno16777728. Устройства, определяемые в DTB для одноплатных компьютеров на базе ARM, не поддерживаются схемой именования и имеют обычные имена eth?. А при подключении USB устройств, типа мобильных телефонов или модемов, схема именования генерирует скорее неустойчивые имена, потому-что в имя входит расположение устройства на шине USB, которое изменится при следующем подключении, таким образом придется настраивать интерфейс заново, потому-что предыдущие сохраненные настройки будут относиться к интерфейсу с другим именем.

К счастью, udev заполняет переменную ID_NET_NAME_MAC, представляющую имя интерфейса, основанное исключительно на его MAC-адресе. По-умолчанию, эта переменная не используется, но можно поменять стандартное поведение для USB-устройств. Один способ - через настройку udev, второй - используя systemd.link, файл, используемый systemd, для конфигурации сетевых интерфейсов.

Создадим файл /etc/systemd/network/90-usb.link следуя инструкции:

[Match]
Path=*-usb-*
[Link]
NamePolicy=mac

Юнит-файл состоит из двух секций: [Match] для описания устройств к которым он относится и [Link] для описания того, что с ними делать. В примере выше мы просим systemd использовать политику именования основанную на MAC-адресах для всех устройств подключенных через USB. После выполнения systemctl daemon-reload можно подключить устройство и увидеть его интерфейс с именем enx112233445566. Достаточно длинное, но уникальное (в известных пределах) и не изменится при следующем подключении устройства.

Кроме изменения имени через systemd.link можно настроить WOL, MTU, ограничить скорость на интерфейсе, назначить устройству другой MAC-адрес.

Изменение размера раздела

Имеется диск с тремя разделами sda1 (/boot), sda2 (swap), sda3 (/). Необходимо увеличить размер раздела /boot за счет swap.

Сначала отмонтируем все разделы и проверим файловую систему.

# swapoff  /dev/sda2 
# umount /dev/sda1 
# e2fsck /dev/sda1 
e2fsck 1.42.6 (21-Sep-2012)
/dev/sda1: clean, 49/14056 files, 47157/56196 blocks

Используем parted для того, чтобы сначала уменьшить и передвинуть второй раздел, а затем расширить первый на освободившееся место. Так как второй раздел - swap, то его мы просто передвинем, не заботясь о содержимом. Иначе говоря, сначала мы совсем сломаем, а потом заново её разметим.

# parted /dev/sda
GNU Parted 2.4
Using /dev/sda
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) unit s                                                           
(parted) print                                                            
Model: ATA QEMU HARDDISK (scsi)
Disk /dev/sda: 120103200s
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos

Number  Start     End         Size        Type     File system     Flags
 1      63s       112454s     112392s     primary  ext2            boot, type=83
 2      112455s   1686824s    1574370s    primary  linux-swap(v1)  type=82
 3      1686825s  120101939s  118415115s  primary  reiserfs        type=83

Для изменения раздела используется команда resize номер_раздела начало конец

(parted) resize 2 224973 1686824
WARNING: you are attempting to use parted to operate on (resize) a file system.
parted's file system manipulation code is not as robust as what you'll find in
dedicated, file-system-specific packages like e2fsprogs.  We recommend
you use parted only to manipulate partition tables, whenever possible.
Support for performing most operations on most types of file systems
will be removed in an upcoming release.
(parted) print
Model: ATA QEMU HARDDISK (scsi)
Disk /dev/sda: 120103200s
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos

Number  Start     End         Size        Type     File system     Flags
 1      63s       112454s     112392s     primary  ext2            boot, type=83
 2      224973s   1686824s    1461852s    primary  linux-swap(v1)  type=82
 3      1686825s  120101939s  118415115s  primary  reiserfs        type=83

К сожалению в этот момент оно само подмонтировало всё назад, поэтому нужно снова отмонтировать первый раздел. Раздел swap в данный момент уже должен быть работоспособен, потому-что mkswap на нем выполнился сам автоматически. К сожалению, я не нашел способа отключить всю эту самодеятельность.

# umount /dev/sda1
# e2fsck -p /dev/sda1

Снова идем в parted:

# parted
GNU Parted 2.4
Using /dev/sda
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) unit s                                                           
(parted) print                                                            
Model: ATA QEMU HARDDISK (scsi)
Disk /dev/sda: 120103200s
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos

Number  Start     End         Size        Type     File system     Flags
 1      63s       112454s     112392s     primary  ext2            boot, type=83
 2      224973s   1686824s    1461852s    primary  linux-swap(v1)  type=82
 3      1686825s  120101939s  118415115s  primary  reiserfs        type=83

(parted) resize 1 63 224972
WARNING: you are attempting to use parted to operate on (resize) a file system.
parted's file system manipulation code is not as robust as what you'll find in
dedicated, file-system-specific packages like e2fsprogs.  We recommend
you use parted only to manipulate partition tables, whenever possible.
Support for performing most operations on most types of file systems
will be removed in an upcoming release.
(parted) quit                                                             
Warning: You should reinstall your boot loader before rebooting.  Read section 4 of the Parted User documentation for more
information.
Information: You may need to update /etc/fstab.   

Готово, parted не только изменил размер раздела, но еще и молча расширил для нас файловую систему, а теперь предупреждает о необходимости обновить загрузчик.

snapper: настройка снимков подтомов

Показать список подтомов можно командой btrfs subvolume list /. Выберем какой-нибудь, например /var/lib/pgsql.
Создадим новую конфигурацию (профиль) для этого подтома: snapper -c pgsql create-config /var/lib/pgsql, здесь pgsql произвольное имя:

# snapper list-configs
Config | Subvolume     
-------+---------------
root   | /             
pgsql  | /var/lib/pgsql

Далее, все команды нужно выполнять с ключом -c pgsql, чтобы оперировать нужным профилем.

# snapper -c pgsql get-config
...      
NUMBER_CLEANUP         | yes           
NUMBER_LIMIT           | 50            
NUMBER_LIMIT_IMPORTANT | 10            
NUMBER_MIN_AGE         | 1800          

Здесь NUMBER_CLEANUP разрешает удалять старые снимки если их число превышает NUMBER_LIMIT и одновременно возраст (в секундах) больше NUMBER_MIN_AGE.

TIMELINE_CLEANUP       | yes           
TIMELINE_CREATE        | yes           
TIMELINE_LIMIT_DAILY   | 10            
TIMELINE_LIMIT_HOURLY  | 10            
TIMELINE_LIMIT_MONTHLY | 10            
TIMELINE_LIMIT_YEARLY  | 10            
TIMELINE_MIN_AGE       | 1800

Здесь соответствующая настройка разрешает автоматическое создание снимков раз в час. Команда TIMELINE_CLEANUP удаляет старые снимки, используя следующие правила: удаляется снимок только если он старше TIMELINE_MIN_AGE секунд и одновременно после удаления останутся TIMELINE_LIMIT_* снимков с соответствующими интервалами.
Таким образом, в вышеописанном стандартном случае всегда будут доступны снимки: 10 с интервалом в час с текущего момента, 10 с интервалом в один день с текущего момента, 10 с интервалом в один месяц и так далее.

OBS: локальная сборка под ARM

Когда требуется локально пересобрать пакет под одну из архитектур ARM, например для тестирования сборки, можно воспользоваться следующим медленным подходом.

osc build --clean --alternative-project openSUSE:Factory:ARM qemu armv7l name.spec

Здесь указывается, что используется альтернативный проект для сборки — openSUSE:Factory:ARM (версию подставить по желанию), используется репозиторий qemu, который есть в этом проекте. Поэтому и указывается этот альтернативный проект.

Несмотря на то, что в данном примере указана архитектура armv7l, технически, это x86_64. В среду сборки будет установлен бинарный транслятор qemu, работающий через подсистему ядра binfmt. При инициализации ядро настраивается таким образом, что при виде сигнатуры ELF для архитектуры ARM вызывает бинарик как qemu-arm /usr/bin/..., подобно тому, как при виде символов "#!" в начале исполняемого файла вызывается указанный интерпретатор. Работает поэтому достаточно медленно.

К сожалению, с пакетами kiwi такое не проходит.

openSUSE 13.1 на BeagleBone Black

BeagleBone Black — одноплатный компьютер на основе процессора TI AM3358 (Cortex-A8), выпущенный весной прошлого года:

На нем вполне успешно может загрузиться и даже работать openSUSE 13.1. Готовые образы для нанесения на microSD карточку находятся здесь. Эти же самые образы должны в теории работать и на BeagleBone. Конечно, пока все на этапе интеграции и поиска ошибок, поэтому имеется подробная инструкция по запуску:

1. Скачать, распаковать и сделать dd на карточку образ системы *.raw.xz
2. Подключить отладочный TTL-RS232 порт (можно использовать, например, такой, но важно помнить, что разработчики BeagleBone Black не поставили на свою плату преобразователь уровней и сигнал с отладочного RS232 идет в виде 3.3V. Подключение через обычный COM-порт на большом компьютере обречено на провал.), руководствуясь распиновкой. Используя screen /dev/ttyUSB0 115200, во-первых, можно будет легко видеть все этапы начиная от работы u-boot. Во-вторых, запустится Yast2 firstboot и попросит вас задать root пароль, завести пользователя, установить временную зону и системное время (аналогично тому, как это происходит на соответствующем этапе установки с DVD), а для этого потребуется интерактивное взаимодействие.
3. Помните, что для загрузки с внешней карты памяти при подаче питания на устройство нужно удерживать кнопку S2 (она же boot select switch). Подсказка — загрузившись с SD карты можно подмонтировать раздел встроенной MMC памяти и переименовать или удалить файл загрузчика MLO, после этого загрузка будет всегда начинаться с SD, но загрузиться с MMC больше не получится.

Технические подробности (тем, кто хочет продолжить ковыряния) изложены в списке рассылки: http://lists.opensuse.org/opensuse-arm/2014-01/msg00001.html.

Atmel ATSAMD20-XPRO: собираем компилятор

Поскольку сборка компилятора привела к боли и страданиям, она будет тут сохранена для истории (такими историями гугл полнится).

Возьмем последний binutils-2.24:

./configure  --target=arm-none-eabi -enable-interwork   --enable-multilib --disable-nls  --disable-libssp --prefix=/opt/arm-none-eabi
make
make install-strip
export PATH=$PATH:/opt/arm-none-eabi/bin

Возьмем newlib-2.0.0 и распакуем его, пусть проветривается.

Возьмем gcc-4.8.2 который слышал о cortex-m0plus. Возьмем дебиановские патчи отсюда. Наложим их и скомпилируем:

mkdir build
../configure  --target=arm-none-eabi --prefix=/opt/arm-none-eabi --enable-languages="c,c++" --enable-interwork --enable-multilib  --with-
newlib --with-headers=/path/to/src/newlib-2.0.0/newlib/libc/include/  --disable-nls --disable-libssp  --with-system-zlib --with-multilib-lis
t=armv6-m
# в этом месте ./configure может ругаться, надо проследить чтобы он заголовки смог переписать на место
make
make all-gcc
make install-gcc

newlib собирается со следующими ключами (без --disable-newlib-supplied-syscalls не собираются некоторые куски для armv6-m, и atmel-овский asf ругается на дублирующиеся определения функций из syscalls):

./configure --target=arm-none-eabi -enable-interwork --enable-multilib --disable-libssp --disable-nls --prefix=/opt/arm-none-eabi --disable-newlib-supplied-syscalls  --enable-newlib-register-fini --enable-newlib-io-long-long
make
make install

После доделываем gcc:

cd build
make all
make install

Atmel ATSAMD20-XPRO

ATSAMD20-XPRO оценочный набор для новой серии микроконтроллеров Atmel ATSAMD20 на ядре Cortex-M0+. Выглядит следующим образом:

Купить в России можно например тут: Дельта Электроника.

Этот пост о том как подключать эту плату в GNU/Linux. Плата снабжена интерфейсом micro-USB для отладки, реализуемым через отдельную микросхему. Atmel называет это «Embedded Debugger», анонсируется наличие виртуального последовательного интерфейса (прикрученного к основному чипу) и собственно средств отладки и программирования.

При подключении появляется устройство:

Bus 001 Device 010: ID 03eb:2111 Atmel Corp.

[13761.329235] usb 1-1.5: New USB device found, idVendor=03eb, idProduct=2111
[13761.329240] usb 1-1.5: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
[13761.329242] usb 1-1.5: Product: EDBG CMSIS-DAP
[13761.329245] usb 1-1.5: Manufacturer: Atmel Corp.
[13761.329247] usb 1-1.5: SerialNumber: ATML1873040200000110
[13761.330868] hid-generic 0003:03EB:2111.000A: hiddev0,hidraw3: USB HID v1.11 Device [Atmel Corp. EDBG CMSIS-DAP] on usb-0000:00:1a.0-1.5/input0
[13761.330964] cdc_acm 1-1.5:1.1: ttyACM0: USB ACM device

Устройство, как видно, отдает нам виртуальный последовательный интерфейс на /dev/ttyACM? и интерфейс CMSIS-DAP на /dev/hid*.

В openocd недавно добавили поддержку этого интерфейса. Пока пакеты openocd с поддержкой CMSIS-DAP доступны здесь:

В пакетах есть небольшой баг, связанный с тем, что udev стремится поставить на /dev/hidraw* группу владельца plugdev, которая по-умолчанию в системе не существует и в пакете не создается. openocd будет искать свой devel-project и потом попадет в Factory.

Запускаем и убеждается, что таки оно работает:

> openocd -f /usr/share/openocd/scripts/board/atmel_samd20_xplained_pro.cfg 
Open On-Chip Debugger 0.8.0-dev-snapshot (2013-12-13-18:45)
Licensed under GNU GPL v2
For bug reports, read
        http://openocd.sourceforge.net/doc/doxygen/bugs.html
Info : only one transport option; autoselect 'cmsis-dap'
Info : CMSIS-DAP: SWD  Supported
Info : CMSIS-DAP: Interface Initialised (SWD)
adapter speed: 500 kHz
adapter_nsrst_delay: 100
cortex_m reset_config sysresetreq
Info : CMSIS-DAP: FW Version = 01.0F.00DB
Info : SWCLK/TCK = 1 SWDIO/TMS = 1 TDI = 1 TDO = 1 nTRST = 0 nRESET = 1
Info : DAP_SWJ Sequence (reset: 50+ '1' followed by 0)
Info : CMSIS-DAP: Interface ready
Info : clock speed 500 kHz
Info : IDCODE 0x0bc11477
Info : at91samd20j18.cpu: hardware has 4 breakpoints, 2 watchpoints

• Инструкция к openocd

Быстродействие UNIX сокетов

Сравнение скорости работы unix-сокетов. Выполнялась передача большого объема данных от одного процесса другому через unix-сокет. Изменялся размер данных, передаваемых за один вызов write/read (chunk). С каждым размером производилось пять измерений, результат усреднялся.

На графике черная кривая — производительность unix-сокетов, красная и зеленая — для сравнения копирование памяти memcpy в рамках одного процесса и, соответственно, копирование из разделяемой (shared) памяти. Если рост производительности при увеличении "размера пакета" для сокетов не является чем-то не очевидным, то падение производительности операции memcpy при росте значения третьего аргумента функции не тривиально.

Характеристики тестового стенда. Процессор: Intel(R) Core(TM) i5-3470 CPU @ 3.20GHz, память: DDR3 Kingston HyperX KHX1600C9D3P1K2/8G. Ядро: 3.7.10.

Xen: проброс USB устройств

Xen умеет пробрасывать USB-устройства (по отдельности) в гостевые непривилегированные домены. Для этого используется механизм, называемый PVUSB (подозреваю, что сокращение от Para-Virtualized USB), концептуально состояний из модулей usbbk (Xen USB backend driver) и xen_hcd (Xen USB Virtual Host Controller driver). Соответственно, первый модуль съедает устройство в dom0, делая его недоступным для других драйверов, а все URB отправляет через гипервизор в нужный выбранный домен, где их получает перавиртуальный контроллер. Утверждается, что потеря производительности минимальна.

Вся конструкция управляется несколькими командами. Посмотреть, какие устройства доступны:

# xm usb-list-assignable-devices
4-2          : ID 067b:2303 Prolific Technology Inc. USB-Serial Controller

Создать в домене паравиртуальный USB хост контроллер: xm usb-hc-create Domain UsbVer PortNum, где параметры — название домена, версия USB (поддерживаются 1 и 2) и количество USB-портов. После этого, в гостевом домене с помощью lsusb видно появившийся контроллер. Для удаления есть обратная команда xm usb-hc-destroy

Для присваивания устройства есть команда xm usb-attach Domain HostNum PortNum Device, где параметры — название домена, номер хост контроллера (их можно хоть пачку создать), номер порта на виртуальном контроллере, первая колонка выдачи usb-list-assignable-devices. Обратная команда — xm usb-destroy. При этом, в dom0 устройство пропадет на глазах у изумленного драйвера:

[12129.803899] pl2303 ttyUSB0: pl2303 converter now disconnected from ttyUSB0
[12129.803938] pl2303 4-2:1.0: device disconnected

но появится в гостевом домене:

# lsusb
Bus 001 Device 002: ID 067b:2303 Prolific Technology, Inc. PL2303 Serial Port
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub

Важное замечание. Если в гостевом домене ничего не появилось, кроме записей в dmesg:

[12332.892117] usb 1-1: new full-speed USB device number 70 using vusb
[12332.892126] usb 1-1: parent hub has no TT

то скорее всего, устройство не поддерживает USB 2.0, к которому его прицепили, нужно сделать другой контроллер с правильным параметром UsbVer.

Кроме того, устройство можно прибить гвоздями в конфигурационном файле домена:

vusb=['usbver=1, numports=4, port_1=4-2']

Список литературы:

• Assigning USB Devices with PVUSB
• Status Update of PVUSB

Elixir

Больше маргинальных языков в openSUSE. Elixir — основываясь на Erlang, является еще более маргинальным языком.

Брать здесь — http://software.opensuse.org/package/elixir.

Настройка сети в Xen

Сеть в Xen работает по принципу виртуального моста, как рассказывается здесь: http://wiki.xen.org/wiki/Xen_Networking.

Сначала, надо сделать этот самый мост. В /etc/sysconfig/network/ifcfg-br0 надо написать буквально следующее:

BOOTPROTO='dhcp4'
# как для простого интерфейса, можно и статический адрес задать 
BRIDGE='yes'
BRIDGE_FORWARDDELAY='0'
BRIDGE_PORTS='eth0 eth1'
BRIDGE_STP='on'
# если два активных физических интерфейса в мост собраны,
# то пакеты могут и по кругу пойти без Spanning Tree Protocol.
STARTMODE='auto'

ifcfg-eth0 и ifcfg-eth1 лучше просто удалить, чтобы не мешались.

Теперь у нас есть самый настоящий мост, который можно вписывать в параметры конфигураций доменов: http://xenbits.xen.org/docs/4.2-testing/misc/xl-network-configuration.html.

Дальше запускаем домены, и проверяем, что появились их бэкендные интерфейсы:

# brctl show br0
bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces
br0             8000.52540035c714       yes             eth0
                                                        eth1
                                                        vif1.0

Дальше настраиваем внутренний интерфейс домена, как это происходит обычно.

Диагностика ядра Linux

Сбои в ядре Linux приводят к возникновению чрезвычайно разнообразных симптомов. Некоторые авторы дают следующую неполную классификацию проблем, с которыми может столкнуться пользователь:

• kernel oops — проблема при выполнении кода в ядре, например кто-нибудь попытался разыменовать нулевой указатель. С кем из программистов на C такого не случалось?
• kernel panic — кто-то попытался разыменовать нулевой указатель в обработчике прерываний. После чего ядро уходит в полную несознанку и начинает мигать caps-lock-ом.
• soft lockup ­— что-то заблокировалось (вероятно наткнувшись на не освобожденную блокировку), несмотря на это прерывания продолжают обрабатываться. Хорошее упражнение — попинговать машину или попытаться зажечь numlock.
• hard lockup — компьютер жужжит вентиляторами и ни на что не реагирует. Провести какую-то диагностику в этом случае особенно сложно. Проблема может быть вызвана как вышедшим из строя железом, так и неаккуратной обработкой прерываний.

кроме того, можно добавить:

• hung — индуцированное неправильной блокировкой последовательное попадание всех или большинства процессов системы в состояние TASK_UNINTERRUPTIBLE (известного так-же как D-состояние, по обозначению в top или ps). Согласно книге Р.Лава такой «наводящий ужас» процесс нельзя убить, завершить, и вообще что-то с ним сделать. При этом с точки зрения пространства пользователя программа просто заблокирована на каком-то системном вызове (например ввода-вывода). При попадании в подобное состояние всех критических процессов системы можно получить симптом похожий на soft lockup.

Получить как можно более подробную информацию о сути возникающей проблемы важно как для правильного написания сообщения об ошибке, так и для временного переконфигурирования системы с целью избегания выполнения проблемного кода и повышения её живучести.

К счастью, ядро обладает неким набором средств первичной самодиагностики, пригодным для постановки примерного диагноза. Согласно, видимо всеобщей, философской парадигме, наиболее устойчивыми и надежными являются наиболее простые подсистемы, поэтому сообщения ядра имеет смысл искать в текстовой и последовательной консолях. Конечно, при достаточном уровне везения нужное сообщение будет сброшено syslog-демону, записано на диск, отправлено по сети на удаленный syslog-демон и прочее, но при недостаточном везении монитор (и фотоаппарат на телефоне), клавиатура и COM-порт являются последней надеждой.

printk

Одним из механизмов общения ядра с внешним миром является printk. При неправильной настройке сообщение скорее всего будет просто потеряно как не обладающее значимостью. Для настройки используется /proc/sys/kernel/printk, соответствующий ему параметр sysctl, утилита klogconsole, SysRq-клавиша и т.п. Ядро обладает восемью уровнями важности сообщений, поэтому установка уровня в 8 заведомо напечатает все на консоль.

sysrq

Магическая кнопка включается в /proc/sys/kernel/sysrq или соответствующим ему параметром sysctl. Предлагается просто записать туда 1, несмотря на то, что новые ядра позволяют изысканный контроль над функционалом. В данной ситуации незачем себя ограничивать, хотя для нормальной работы разумно ограничить функционал на случай случайных нажатий. Если осталась рабочая терминальная сессия (например удаленная сессия по ssh), можно использовать как альтернативу, например, echo b > /proc/sysrq-trigger; с последовательной консоли поведение активируется кнопкой 'break'.

Важно помнить, что SysRq-w, например, выдает сообщение с уровнем KERN_INFO, то есть выдача printk должна быть настроена правильно, чтобы можно было что-то увидеть. Полный список команд SysRq.

softlockup_panic

Параметр ядра softlockup_panic или параметр kernel.softlockup_panic для sysctl включают панику ядра при обнаружении soft lockup. Описание внутреннего устройства. Включение паники позволит остановить выполнение системы и проанализировать выдачу, снабженную трассировкой, хотя контроль блокировки исполняется постоянно. Существует аналогичный механизм отслеживания hard lockup для многопроцессорных систем (если остались живые процессоры — есть шанс что сработает), с соответствующим параметром hardlockup_panic. Время срабатывания обычно в пределах одной минуты.

hung_task_timeout_sec

Механизм отслеживания процессов, надолго застрявших в состоянии TASK_UNINTERRUPTIBLE, параметры настраиваются через sysctl и /proc:

• kernel.hung_task_panic — включает/отключает панику при обнаружении не прерываемого процесса;
• kernel.hung_task_warnings — счетчик сообщений. Иными словами, если паника отключена, будет сообщено о таком количестве зависших процессов;
• kernel.hung_task_timeout_secs — сколько секунд процесс должен непрерывно пробыть в TASK_UNINTERRUPTIBLE, чтобы вызвать сообщение. По умолчанию бывает либо выключено (0), либо очень большое число порядка 10 минут.

Сообщения снабжаются трассировкой, которая подсказывает в какой подсистеме происходит сбой.

FastCGI в Lighttpd и Nginx

Сравнение настроек, приводящих к одинаковому результату в Lighttpd и Nginx.

Настройки Lighttpd:

url.rewrite-once += ( "^/testfc$" => "/testfc/", )

fastcgi.server += ( 
        "/testfc" => ((
                        "bin-path" => "/path/to/fcgi/server.py",
                        "socket" => socket_dir + "/viewvc.sock",
                        "max-procs" => 1,
                        "check-local" => "disable",
                        "fix-root-scriptname" => "enable",
        ))
)

Настройки Nginx:

location /testfc/ {
                fastcgi_pass unix:/path/to/fcgi/sock;
                fastcgi_split_path_info ^(/testfc)(.*)$;
                fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
                fastcgi_param  PATH_INFO $fastcgi_path_info;
                fastcgi_param  PATH_TRANSLATED $document_root$fastcgi_path_info;
                include        fastcgi_params;
        }

Nginx сам запускать приложения не умеет, поэтому об этом нужно заботиться заранее. Например можно использовать изысканное решение с помощью systemd.

svn+ssh: коллективные соединения

При командах выполняемых на удаленном URL, типа copy или merge, subversion иногда требует несколько соединений. Для облегчения работы, можно применить стандартную возможность ssh — использовать одно TCP/IP соединение для нескольких сессий.

Чтобы не испортить настройки клиентского ssh, в секции [tunnels] файла конфигурации ~/.subversion/config зададим нужные настройки как параметры командной строки:

ssh = $SVN_SSH ssh -o "ControlMaster=auto" -o "ControlPath=/home/user/.ssh/svn_ssh-%r@%h:%p" -o "ControlPersist=60"

При этом соединение будет создаваться каждый раз при необходимости, и закрываться через 60 секунд после того, как оно становится невостребованным. ControlPersist=yes оставит соединение навсегда, что, вероятно, не очень безопасно, но зато позволяет комфортно исполнять разные команды, типа commit или update в течении работы, если расходы на создание соединения велики.

quilt и rpm

quilt — это система контроля патчей, в каком-то смысле предыдущая ступень эволюции систем контроля версий.

Пусть есть rpm-пакет и нужно обновить его версию, используя новый архив исходных кодов. При этом патчи останутся старыми, и не гарантируется, что они наложатся на новую версию, или не потребуется вмешательство человека, из-за того, что какой-то патч устарел. После того, как новый архив получен и Version: исправлен, можно прибегнуть к помощи quilt:

quilt setup libdc1394.spec

Эта команда создаст новую директорию в которой будут лежать распакованные исходные коды, символическая ссылка на директорию patches (хранит сами файлы патчей) и файл series (хранит порядок в котором патчи нужно применять). quilt не всегда успешно справляется с патчами, которые завернуты в %if.

Идеологически происходит следующее, у нас есть команда quilt, что-то вроде аналога git или hg, дерево исходников и стек патчей. Стек патчей в чем-то аналогичен ревизиям в системах контроля версий. Используя стек можно переходить от текущего состояния к следующему (применяя патч, quilt push) или к предыдущему (откатывая, quilt pop). Первоначально, мы находимся в самом нижнем состоянии (не модифицированные исходные коды):

>quilt top
Нет применённых патчей
>quilt applied 
Нет применённых патчей
>quilt unapplied 
patches/libdc1394.no-x11.patch
patches/libdc1394.ac.patch
patches/libdc1394-swab_fix.patch
patches/libdc1394.raw1394_set_iso_handler.patch
patches/libdc1394-v4l-2.6.38.patch
patches/libdc1394-visibility.patch

Дальше попробуем наложить первый патч (здесь потребовалась предварительная обработка из-за хитрой структуры директорий в конкретном случае),

>quilt push
Наложение патча patches/libdc1394.no-x11.patch
patching file libdc1394-1.2.2/examples/Makefile.am
patching file libdc1394-2.2.1/configure.in

Текущий патч: patches/libdc1394.no-x11.patch
>quilt top
patches/libdc1394.no-x11.patch
>quilt applied
patches/libdc1394.no-x11.patch

И так далее, пока не закончится весь стек патчей, но скорее всего так просто он не закончится. Задача — обновляя патчи, устранить конфликты. После принудительного применения (quilt push -f) следует вручную просмотреть все конфликтные места и исправить их нужным образом. Каждый патч отслеживает только некоторое число файлов (quilt files), но если отредактирован файл не из списка, то его нужно добавить (quilt add). После того как все исправлено, нужно обновить текущий патч: quilt refresh (это такой аналог commit, который исправляет текущий наложенный патч, основываясь на рабочей директории и предыдущей спрятанной копии)

>quilt refresh
Патч patches/libdc1394-v4l-2.6.38.patch обновлён

• man quilt