豊岡拓 ftrace snapshotを作った、Kernel 3.9で利用可能になる トレースとは この発表においては、プログラムの実行を理解する上で有益なデータをバッファ等に記録すること 用途 デバッグ 障害解析 常時トレースを動かしておき、システムが停止した時にダンプを用いて理由を解析する 性能解析 どこが時間を食っているのか ボトルネック解析 ftrace カーネルに組み込まれているトレース機構 元々はRTツリーのFunction tracerから始まった (なのでftrace) 現在では様々なトレース機能が統合されている Events Latency 最大の割り込み禁止期間を知りたい Stack Block, mmio Dynamic events 好きなところにbreakpointを設置 Trace Events あらかじめ埋め込まれたトレースポイントを踏んだ時にイベントを記録 現在のLinux Kernelでは500以上が設定されている syscallを含めるともっと Kernelの中のTrace bufferに記録される 記録されるデータ PID CPUID タイムスタンプ イベント名 イベント毎の引数 Kernelsharkというツールで可視化出来る Fedoraには標準である Function Tracer カーネル内の全ての関数呼び出し・リターンを記録出来る コールグラフ、処理時間が分かる Irqsoff Tracer 最大の割り込み禁止区間を検出 「最大で8013us発生したよ」 RTOSだとかなり大きい遅延 ftraceの全体像 hook mechanisms mcount tracepoint kprobes (uprobes) plugin tracers function irqsoff wakeup stack trace trace event common components debugfs I/F ring buffer debugfs経由で操作 /procの様なもの 疑似ファイルをecho, catする trace-cmd /sys/kernel/debug/tracing/ 以下にファイルが出来る current_tracer どのpluginを使うか指定する トレースバッファ ロックレスリングバッファ 記録を読み出しを並行して行える # cat trace するだけでバッファを読み出せる テキスト形式 バッファ内のデータは消費されない 書き込み可能、かつO_TRUNCでopenするとクリア # echo > trace trace_pipe traceに似ている バッファ内のデータを読んだ際に消費する trace_pipe_raw バイナリ形式で生の情報を出力する splice(2)でゼロコピー転送が可能 cpu毎のI/Fしかない 一度に全部のCPUを読み込むことは出来ない options/ options/overwrite バッファが満杯になった時に上書きするか、記録をやめるか 1 -> 古いイベントを捨てる (デフォルト) 0 -> 記録停止 events/ イベントの有効・無効を制御 filter 特定の条件を満たすイベントだけを記録出来る trace_marker ユーザ空間からトレースバッファにイベントを記録する write(2)で好きな文字列を書き込むだけで記録出来る アプリケーションの動作チェックなどに有用 最近入った・入る予定の機能 Kprobes event(2.6.33～) 動いているカーネルに動的に好きな場所にイベントを埋め込める カーネルの改造不要 Uprobes event (2.6.35～) Kprobesのユーザ空間番 アプリケーションの改造不要 Ojbdumpなどでアドレスを持ってくる必要がある Snapshot(3.9～) トレースを止めずに、ある瞬間のバッファのスナップショットを取る機能 予備のトレースバッファを用意しておいて、好きなタイミングで切り替える # echo 1 > snapshot これだけでスナップショットが取られる この際に予備のバッファも割り当てられる バッファの割り当て時間が気になる場合は、あらかじめ1を書いてバッファを確保しておくと良い Multi-buffer(3.10～？) トレースバッファを用途別に複数個使い分ける機能 今までは一つのグローバルバッファしかなかった(せいぜいCPU毎) バッファの個数はmkdir/rmdirで動的に変更可能 # cd instances/; mkdir buf_1 今のところ、Trace Eventsのみ利用可能 Function-trigger 特定の関数が呼ばれた時にアクションを起こす トーレス全体のOn/Off 特定のイベントが呼ばれたらトレースイベントをOn/Off スナップショットを取る スタックトレースを取る # echo 'vfs_read:snapshot:1' > set_ftrace_filter trace_clock タイムスタンプの種類を変更出来る 基本的にはTSCベース local -> CPU間で同期を取らない global -> ロックを取って同期させる counter -> 順番だけを見たい時 x86-tsc (3.8～) -> 生のTSC local/globalはTSCをマイクロ秒などに変更している uptime -> jiffersだけなので軽い perf -> perfと同じタイムスタンプをつける Q/A オーバーヘッドはどれくらいか どれくらいのイベントをOnにするかによる 取りたいイベントをあらかじめOnにして、その後負荷の具合を見ながら調整する 記録する際にロックを取るなどによりメモリ帯域を食ってしまうことはないか 基本的にCPU間でロックを取ることはない(ロックレス) @Fantom_JAC いまさら聞けないZigBee ZigBeeは日本では名前しか知られてない というか、まともな日本語の本も出ていない ZigBeeの特徴 日本で流行っていない 802.15.4と混同される BluetoothやWiFiに押され気味 年会費高い etc... ZigBeeの歴史 ZigBee 2004とZigBee 2006は互換性がない 今年 ZigBee IPが出た ZigBee三大要素 IEEEで決まっているのはPHYとMACで決まっている (802シリーズ) それより上はアライアンスで決めた NWK この層がZigBeeとしてもっともよく知られた層 APL この層が全然理解されていない (後方互換性が無いのはここ) APS, ZDO, ZCL 802.15.4とは IEEEが策定したPAN標準 802.15.1 -> Bluetooth 802.15ワーキンググループ (WPAN) 別名Low Rate WPAN 速度を犠牲にして消費電力を減らす 2.4GHz NWK Layer メッシュを実現している層 ルーティング・ネットワークの管理 どのようなネットワークトポロジーになっているかはあまり重要ではない 世の中に出回っているのはほとんどZigBee Pro 毎回ルーティングを探す NLDE ふつうのData Entity フレーム作ってセキュリティ掛けたり NLME ネットワークの開始・参加・離脱 PAN IDの管理 ルート探索 ルーティング ZigBee Network Coordinator Router EndDevice -> 電気を食わない Coordinator ネットワークに常に一台しか居ない 802.11におけるAPのようなもの 常にOn -> スリープ出来ない 基本的にPCだったりして、ゲートウェイ的働きをする Router ネットワークを作成出来ない他はCoordinatorと同じ EndDevice ネットワークを作成出来ない 子ノードを持つことが出来ない ルーティング出来ない 通常はスリープ状態 普段はメッセージを受信することが出来ない Coordinator/RouterからEndDeviceにメッセージを投げると、直接届いているように見える 実はメッセージは親を経由する EndDeviceはスリープから復帰した時、自分で取りに行く メールチェックのような仕組み 宛先のEndDeviceが取りに来なかったら、無慈悲に削除される デフォルトタイムアウトは7680ms 何とかしてすぐに送りたい たぶんWakeupボタンみたいなのがあるはず Wakeupボタンを押すと… DoSのように何度も読みに行くだけ FAQ 消費電力について Coordinator/Routerは常にRXはON 電池がどんどん減る 極力スリープ状態を長くすることでしか解決出来ない Wakeupを5分毎くらいにすると、半年くらいは電池が持つようになる PANIDが2つ(?) 16-bit PANID MACアドレスで使われるネットワーク識別ID アドレスが二つ？ IEEE adressとNetwork address IEEE -> いわゆるMAC adress (64bit) Network adress IPスタックにおけるIPアドレスのようなもの APL Layer アプリケーション層 ZigBee最大の特徴 APS、Application Framework (ZDO/ZCL)の二つに分かれている アプリケーションフレームワークがプロトコルレベルで決まっている ZigBeeは単なる「通信方式の一つ」ではない ビジネスに直結する仕様が策定されている アライアンスの存在意義 モダンな設計 オブジェクト指向の概念がふんだんに取り入れられている APS Layer 上位のフレームワーク層と直接やりとりする層 Binding, Group Management, etc... Endpoint毎にユーザのアプリケーションが格納される Binding あるApplication Objectと別のそれをリンクする 単一方向 多重バインディング Binding Table Group Addressing 複数のApplication Objectに対して一括送信したい 基本的にブロードキャスト、受信側が責任を持ってフィルタする Group Table APS ACK 信頼性を高める ACKタイムアウト時に再送 Fragmentation 名の通りデータのフラグメント化 実装されていないこともある ウィンドウサイズがあったりと、TCPに似ている Security これだけで仕様書別になっているので、今回は省略 Application Framework Cluster 「機能」を指し示すような概念 Application Objectが外部にどのような機能を提供するか Application Objectには必ずClusterが一つ以上ある ZCLにおいては「クラス」に近い概念 Profile Clusterの集まりを定義 クラスに対するパッケージに近い概念 APSメッセージはCluster IDとProfile IDを指定する必要がある ZigBee Device Object USBのEndpoint0と似ている Application Objectの実装 ZDOとZDPは違う概念 ユーザが作成するApplication Objectは通常APSDE以外触れることが出来ない サンドボックスの様な仕組み 別途ZDOを経由する ZigBee Cluster Library ユーザが作成するApplication Objectの実質的な仕様、枠組み 必ずサーバとクライアントが対になって通信しなければいけない Profile固有のClusterと共通のClusterが存在する ZigBee IP つまらないので省略 Pure Java ZigBee Application Framework: Bekko (LGPL) アライアンス入会とは？ ZigBeeを名乗るプロダクトを開発する権利 HAやSE等PAPプロダクトを開発する権利 ただし、非営利目的であれば入会不要 営利目的であっても既に認定を受けたプロダクトを利用するだけなら入会不要 XBeeは入会不要 Q/A 有名なプロダクト例 日本で市販はされていない BluetoothやWiFiとは違い、P2Pが目的なので、コンシューマ向けではない アメリカにおいては、Control4Cが、「一戸建て建てる時にZigBee組み込みませんか」みたいなキャンペーンはしている 蛍光管をLEDに代える際に、ZigBee組込みで、配線無しでOn/Off出来る製品とか 日本ではMAKEというイベントに行けば見れるかも