ELC 2010 report

CELF
Embedded Linux Conference 2010
Report
パナソニック株式会社
加藤慎介
目次
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ELC 概要
Keynote Report
Session Report
Demo
Reference
ELC 概要
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ELC 2010(CELF Embedded Linux Conference 2010)とは？
 組込み系のLinuxの技術に特化した国際技術会議，今年で6回目(6
年目)
 著名なKernelメンテナーやLinux技術者をはじめ，世界の組込みメー
カー系企業の技術者が多数参加
ELC 2010 概要
 日時：４月１２日～１４日
 場所：サンフランシスコ
 参加者：約240名で非常に盛況
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昨年より約70名増加
日本からは15名，韓国からは9名
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アジア圏からの参加者数は低調．リーマンショック移行，アジア圏からの参加者
数が半減し，まだ以前のレベルまで回復していない様子
Keynote:2件
Session:約50件(Sessionは3会場で同時開催)
詳細サイト：http://www.embeddedlinuxconference.com/elc_2010/
Keynote 1 (1/2)
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Title: Android: A Case Study of an Embedded Linux
Project
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講演者: Greg Kroah-Hartman (Novell)
 著名なLinuxメンテナーの一人
 著書に「Linuxデバイスドライバ」などがある
概要
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Android用モジュールのソースコードがKernelのMainlineに
入っていたが，Kernel2.6.33ではずされた件についての講演．
「講演内容はNovellとは無関係．あくまでKernelメンテナーとし
ての意見(講演)」と始めに言及．
前半はAndroidの功績(特にユーザスペースでの功績)を称える
内容．後半はAndroidの悪い点に言及．
Kernel2.6.33でAndroidのモジュールが外されたのは，要は
「Googleがコミュニティを無視した」ことが原因．
Keynote 1 (2/2)
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Googleがした良い事
 Linuxを使ったこと
 android.git.kernel.org としたこと
 Kernelのライセンスに従ったこと
Googleがした悪い事
 android.git.kernel.org としたこと
 コミュニティを無視したこと
 自分たちは特別だと思ったこと
 自分たちはひとりだと思ったこと
Keynote 2 (1/2)
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Title: Embedded in 2010: And End to the
Entropy?
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講演者: Matt Asay (COO,Canonical)
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Open Source Initiative (OSI)のBoardメンバーや，Lineo，
NovellでOSS戦略担当，を歴任
スタンフォードLawスクールでソフトウェアライセンス(特に
GPL)について研究経験あり
概要
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2010年の組込みLinuxの展望
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もはやOSは違いの要因とはならない
要求は増える．ユーザにはいろいろな見え方(＝プラット
フォーム，Android,ChromeOS,MeeGo,Limoなど)がある
がLinuxであることは変わらない
Keynote 2 (2/2)
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過去のBSP(Board Support Package)
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今日(ARMv7やIntelAtom)
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ARMv1-ARMv3：Linuxを動かすにはパワー不足
ARMv4：特に限定的なLinuxは動かせた．RTOSと一緒にRTOS上の1アプリとしてLinuxを動かしていた
ARMv5-ARMv6：携帯で使えるくらいのパワーは確保された．限定的なLinuxやRTOSが使われた
スマートフォンや一般的なPC用途で使えるくらいのパワーあり
一般的な目的をサポートするOSが必要になった
あらゆるアプリへの対応が必要
BSPはどんどん進化している
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デバイスの増加に迷わされてはいけない
なぜデバイスはこれほどまで発散していくのか？
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OSは違いの要因とはならない
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Linuxは十分共通PFになっている
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組込みマーケットでLinuxは長らくシェア1位であった
モバイルマーケットでは5位(5%)
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1位Symbian(47％),2位ResearchInMotion(20%),3位iPhoneOS(14%),4位MS WindowsMobile(9%)
なぜLinuxなのか？
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安いもの，高いもの，どちらにも対応できるから
プラットフォームのビルド・メンテナンスにかかるコスト減
開発コミュニティの存在
企業連合によるイノベーションへの努力がある
RT性やメモリ管理からグラフィックパフォーマンスにイノベーションが移りつつある
追加価値にフォーカスすることができる
ひとつのBSPで全てのユーザ環境にあわすのは愚かな話
Session
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Title: Real-Time Linux Failure
概要
 リアルタイムLinuxは使えるものになっているが，そこにリアルタイム
性向上のソリューションを入れることで機能低下が起こる場合がある．
リアルタイム性を求めて改善をしていく上でよくある間違い(結果として
機能低下を引き起こす)のプレゼン
 リアルタイム性の向上のためには，目的を明確にすることが重要

リアルタイム＝早い応答性，ではない
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例：早い応答性を求めるのではなく，応答時間のデッドラインを決めてデッドライ
ンを守る
平均的に応答性が速いこと，と，デッドラインを超えない事，どちらが優先事項
か？
トレードオフを理解すること
ハードウェアに起因するリアルタイム性低下の原因を理解すること
Distributionによってリアルタイム性向上のための最適なパッチは異
なることを理解すること
Session
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Title: A Consideration of Memory Saving by Efficient Mapping of
Shared Libraries
概要
 複数の共有ライブラリのそれぞれのDataとBSSについて，まとめて1
箇所に配置し，それまで共有ライブラリのDataとBSSを配置していた
際のフラグメンテーションを解決してメモリ削減する技術
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mmapを使うとまとめて1箇所に配置したDataとBSSエリアをライブラリ間
で共有できないので，readシステムコールを用いる
複数のGOT(global offset table)をまとめたGlobal GOT エリアを決まった
アドレスに作っておく
ld.so(ELF loader)と共有ライブラリのテキストのバイナリ書換え，が必要
プロトタイプ作成はしたが，評価等はこれから実施予定
Session
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Title: Effective Scripting in Embedded
Devices
概要
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組込み機器で効果的にスクリプトを使う方法
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いろんな状況下で，スクリプト使用の最も適切なタイミング
はいつか？最も適切なスクリプト言語はなにか？
C/C++とは違う，スクリプト言語の強みを生かす
Jim Tcl という言語を使ったサンプルの紹介

C言語ベースとの速度比較(Response)があった
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C-based 53ms に対し，Tcl-based 73ms
Session
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Title: Experience in Android Porting, Lessons learned, tips and
tricks
概要
 発表者はIntelの人
 Androidをポーティングしたときに思ったことのトークセッション(レク
チャーではない)
 組込みLinuxがAndroidから学んだこと
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Frameworksが重要．ユーザモードのPowerManagementもアプリケーション
のライフサイクルもこれで決まる
実装の容易性が確保されていることが重要
Androidのグラフィック
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2DのほとんどはSWレンダリング．3Dはほぼテクスチャでのみ使用．ゲームは
HWを利用
Fastbootが良い
Repoは使いやすい
Intel UMG ハードウェアのためのAndroid BSPに興味あり
AOSPでのx86完全対応をしていきたい x86のAOSPツールチェーンも更新す
る
Android.mkはまだハックしていない
build/envsetup.sh は良い
Session
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Title: Measuring Responsiveness of Linux Kernel on Embedded System
概要
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リアルタイムシステムでのレスポンス計測についてのプレゼン
リアルタイムシステムの特徴
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レスポンスとパフォーマンスにはトレードオフがある
ジョブ実行が保証されている
ハードリアルタイムとソフトリアルタイムがある
一般的にRTOSが使われてきたが，今はいろんな取組みがある
Kernel2.6まではLinuxKernelをリアルタイムOSの1アプリとするアプローチが多
かったが，Kernel2.6以降はLinuxKernel自体を改良するアプローチが主流
計測方法の必要が増してきた

どれくらいリアルタイム性があるのか？．リアルタイム性の追求からリアルタイム性
の計測方法に興味が移行
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測りたいもの
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Preemption Latency
計測にはRTCをインラインアセンブラで使う


計測間隔，計測精度，ハードウェア依存
コードはWikiで公開予定，とのこと
計測結果の表示では下記に対応
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Livegraph
Session
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Title: Evaluation of Data Reliability on Linux File System
概要
 ファイルシステム毎のデータ信頼性の評価のプレゼン
 XFSとJFSはdataとsizeのミスマッチ率はKernelのVersionに依存す
る結果となった
 SYNC write modeはほとんどの場合で信頼性が高いとはいえない
 大きいWrite sizeだとdataミスマッチが起き易い
 EXT4-Journal(2.6.31)の結果がBest
 XFS(2.6.31and33)とEXT3-Journalの結果も良い

ランダムWrite時はExt3の方がXFSよりパフォーマンスが良い
Session
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Title: Runtime Power Management: Overview and
Platform implementation
概要
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従来のSuspend/Resumeとは違う新しい
PowerManagement(PM)のFramework
 実行中にデバイスのPMを独立して行う
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デバイスローカルでのSuspend/Resume
Idle中のデバイスをSuspendする
 Kernel2.6.32にマージ
今後の議論・検討ネタ
 LDMでの
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
デバイス特有の遅延への対応
デバイスの連結時の遅延への対応
デバイスのSleep/Wakeup遅延への対応
バスのスループット
Session
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Title: Ftrace - Embedded Edition
概要
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
トレースツール Ftrace の組込みEditionの紹介
追加したプラグイン
 function, function_graph, wakeup and wakeup_rt, irqsoff,
preemptoff, preemptirqsoff, mmiotrace, sched_switch, nop
Version 1.0を公開している
 git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rostedt/tracecmd.git
Session (State of Embedded Linux)1/5


Title: State of Embedded Linux
概要
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


最近のKernelについて
CELFの技術エリア(から抜粋)
CELFが援助している分野(技術)
組込み系のディストリビューション
Session (State of Embedded Linux) 2/5

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Title: State of Embedded Linux
概要：最近のKernelについて
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2009年～最新まで(Linux 2.6.29～2.6.33)の組込みに関係する技術をPickUpし
て紹介
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2.6.29
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
2.6.30
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
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

devtmpfsがマージ
Timechart Tool(Kernelイベントをみるツール)がマージ
Runtime Power Management (のコア部分)がマージ
2.6.33
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


Ftraceにグラフィックフィルタや新しいTracePointが入った
SMACK セキュリティモジュールがマージ
Performance Counterがマージ
kmemleak(detect kernel memory leaks)がマージ
2.6.32
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
TOMOYO セキュリティモジュールがマージ
Threaded interrupts
2.6.31


SquashFSがマージ，BTRFSがマージ
LZO圧縮がマージ
Ramxswap/Compcacheがマージ
Androidのパッチがはずされた
注目しているほかのパッチ
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kbuild, asm-generic
Session (State of Embedded Linux) 3/5
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
Title: State of Embedded Linux
概要：CELFの技術エリア(から抜粋)

オーディオ・ビデオ・グラフィック関係
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起動時間
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

Ttrace, LTTng, SystemTap, Perf Counters
Security


smem，Kernel image compression, Ramzswap, mem_notify, -ffunction_sections, XIP
Tracing


Interrupt threads(2.6.30)，Sleeping Spinlocks(2.6.33)
System Size / Memory


Wakelock，Runtime PM，非同期サスペンドレジューム
Real-time


SquashFS(2.6.29), UBIFS(2.6.27), LogFS, AXFS
Power Management


2.6.29でAsynchronousFunctionCallが入った
devtmpfs (デスクトップでは0.6秒起動が早くなる)
Filesystem


GStreamer, OpenCore/OMX, DirectFB, OpenGL ES, Clutter(GTK UI Framework)
TOMOYO, SMACK, Embedded SELinux
その他

Device Trees for ARM, DLNA
Session (State of Embedded Linux) 4/5


Title: State of Embedded Linux
概要：CELFが援助している分野(技術)
 smem
 OOM notifications in cgroups
 SquashFS enhancements
 SMACK on TV analysis
 Device-trees for ARM
 -ffunction-section
 Open Project Proposal
 Matt Mackall - maintaine work
Session (State of Embedded Linux) 5/5


Title: State of Embedded Linux
概要：組込み系のディストリビューション


Moblin，Android，Maemo，Ubuntu netbook，
Chrome
Meego (Moblin + Maemo)
Session


Title: Using the LTTng Tracer for System-Wide performance analysis
and debugging
概要

LTTngTracerのチュートリアル


http://lttng.org
トレース戦略

問題の証明



セットアップ


課題を解決するためにベストなセットアップの確認
アンカーとトリガー


システムで悪いところはどこか？
システムコンフィグが影響しているのは何か？
 ソフトウェア，ハードウェア
分析のために･･･アンカーとトリガーを用意
 アンカー：トレース分析の開始時点を指定
 トリガー：トレースの開始・停止，Kernel APIで用意，ユーザスペースからの
関数も用意
例

Xorgスケジューリング，Alsaの解析，バッファアンダーラン，など
Session


Title: Multi-core scheduling optimizations for soft real-time
applications
概要
 背景：Linux RT スケジューラはDLP(Data Level Parallelism)にはよ
いが，TLP(Task Level Parallelism)にはどうか？ TLPでの注意点
は？
 目的
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
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
分析結果
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
TLPで使うには，共通の並列化技術が必要で，現状のLinuxスケジューラ
はTLPに向いていない
解決案


共同タスク用のRT Linux スケジューラの振る舞いを調査
RTスケジューラを最大限利用する
メインラインKernelへの組み込みやすさを優先
独立して同じCPUでタスク実行すべき
結果

提案した方法では5.94％のスピード向上に貢献
Session


Title: Linux without a Boot Loader?
概要

なぜ悩むのか？


ブートローダー






U-boot,redboot,blob,などがある
ハードウェアの初期化とセットアップを実施
Linux Kernelを起動(もしくは他のOSを起動)
不良Flashからのリカバリ
Flashのアップデート
Linuxにブートローダーは必要か？


Linuxのブートローダーがあるから
Yes．ハード初期化のパワーがない，メモリ初期化のコードがない，CPUセットアップ
がない
ではブートのためにLinuxを改変できるか？


Yes．簡単だが・・・ハードウェア依存の部分がある・ほとんどがアセンブラの起動
コードの修正
必要な改変


CPU初期化，DRAM初期化，BUS初期化，KernelのRAMへの移動
デモ

uClinux ColdFire 5272,IXP425 XSCALE(ARM),Cavium OCTEON 5020
それぞれ50~100行程度のアセンブラコード追加をしたとの記載あり
Session
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Title: Kexec - Ready for Embedded Linux
概要
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

Kexec(ブートローダを使わない高速リブート機能)を組込みで
使おうという話．もとはサーバの復旧のための技術であるが，
組込みでは開発段階で何度も再起動をするので有効では？と
いう発想．
Kexec-basec Bootloader
 ハードウェアセットアップコードを統合
 LinuxKernelはCONFIG_KEXEC=y
 kexec-toolsでユーザスペース統合
サンプル実装のターゲットは「SHのボード」
Session
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Title: Developing for non-X86 targets using
QEMU
概要
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
現在最も有力なエミュレータとなったQEMUのX86以
外での使用についてのプレゼン
PDFで240ページ
ひたすらレクチャー
Demo
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二日目の全セッション終了後にデモ展示(2時間)がありま
した
デモ(10件程度)から印象に残った2件
 起動時間高速化
 QEMU(エミュレータ)を使ったICEデバッグ
Reference


ELC 2010のサイト
http://www.embeddedlinuxconference.com/el
c_2010/
ELC 2010の発表資料置き場
http://elinux.org/ELC_2010_Presentations

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