Raspberry Pi nanosleep関数の指定値と結果確認 C++ (備忘録)

Raspberry Pi B Rev2 (china)

最小指定単位:1nsec
オーバーヘッド:80~200μsec程度あり。

■ソース
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main (int argc, char *argv[],char *envp[])
{
    timeval *t;
    int loop = 0;
    struct timespec req;
    int now_sec;

    printf("nanosleep execution time test Optimization Level None(-O0) testno:0001\n");

    req.tv_sec  = 0;
    req.tv_nsec = 0; // (ns)



    if (argc == 4){
        loop = atoi(argv[1]);
        req.tv_sec = atoi(argv[2]);
        req.tv_nsec = atoi(argv[3]);
    }

    t = new timeval[loop+2];

    gettimeofday(t+loop, NULL);
    for (int i = 0; i < loop; i++) {
        nanosleep(&req, NULL);
    }
    gettimeofday(t+loop+1, NULL);
    now_sec = t[loop].tv_sec;

    printf(" loop=%1d\n",loop);
    printf(" req.tv_sec=%1ld\n",req.tv_sec);
    printf(" req.tv_nsec=%1ld\n",req.tv_nsec);

    long begin_us =  ((long)t[loop].tv_sec - now_sec)*1000000 + (long)t[loop].tv_usec;
    printf("%09ld(usec) loop begin\n", begin_us);

    long end_us =  ((long)t[loop+1].tv_sec - now_sec)*1000000 + (long)t[loop+1].tv_usec;
    printf("%09ld(usec) loop end\n", end_us);

    printf("%09ld(usec)/%1d loop\n", end_us - begin_us,loop);
    if (loop <> 0){
        printf("%09ld(usec)/one loop\n",(end_us - begin_us)/loop);
    }
    return 0;
}



■結果
■0loop 0s 0nsec
nanosleep execution time test Optimization Level None(-O0) testno:0001
 loop=0
 req.tv_sec=0
 req.tv_nsec=0
000451782(usec) loop begin
000451788(usec) loop end
000000006(usec)/0 loop

■1loop 0s 0ns
nanosleep execution time test Optimization Level None(-O0) testno:0001
 loop=1
 req.tv_sec=0
 req.tv_nsec=0
000061557(usec) loop begin
000064010(usec) loop end
000002453(usec)/1 loop
000002453(usec)/one loop

■100loop 0s 0ns
nanosleep execution time test Optimization Level None(-O0) testno:0001
 loop=100
 req.tv_sec=0
 req.tv_nsec=0
000453818(usec) loop begin
000462135(usec) loop end
000008317(usec)/100 loop
000000083(usec)/one loop

■100loop 0s 10ns
nanosleep execution time test Optimization Level None(-O0) testno:0001
 loop=100
 req.tv_sec=0
 req.tv_nsec=10
000511593(usec) loop begin
000519952(usec) loop end
000008359(usec)/100 loop
000000083(usec)/one loop

■100loop 0s 100ns
nanosleep execution time test Optimization Level None(-O0) testno:0001
 loop=100
 req.tv_sec=0
 req.tv_nsec=100
000803488(usec) loop begin
000812377(usec) loop end
000008889(usec)/100 loop
000000088(usec)/one loop

■100loop 0s 100000ns
nanosleep execution time test Optimization Level None(-O0) testno:0001
 loop=100
 req.tv_sec=0
 req.tv_nsec=100000
000226126(usec) loop begin
000249288(usec) loop end
000023162(usec)/100 loop
000000231(usec)/one loop

■100loop 0s 100000000ns
nanosleep execution time test Optimization Level None(-O0) testno:0001
 loop=100
 req.tv_sec=0
 req.tv_nsec=100000000
000222490(usec) loop begin
010234174(usec) loop end
010011684(usec)/100 loop
000100116(usec)/one loop



■環境
Raspberry Pi B Rev2 (china)

Linux raspberrypi 4.1.13+ #826 PREEMPT Fri Nov 13 20:13:22 GMT 2015 armv6l GNU/Linux


Eclipse IDE for C/C++ Developers
Version: Mars.1 Release (4.5.1)
Build id: 20150924-1200


 <?xml version="1.0"?>
-<Toolchain xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
      <ToolchainName>Raspberry PI</ToolchainName>
      <ToolchainType>Linux</ToolchainType>
      <PathDetectionKeyStrip>0</PathDetectionKeyStrip>
      <GNUTargetID>arm-linux-gnueabihf</GNUTargetID>
      <ToolchainID>com.visualgdb.raspberry_pi</ToolchainID>
      <BinaryDirectory>bin</BinaryDirectory>
      <Prefix>arm-linux-gnueabihf-</Prefix>
      <Make>make.exe</Make>
      <BSPIndexUrlFormat>http://visualgdb.com/hwsupport/BSP/?autofetch=1&target=arm-linux-gnueabihf&filter={0}</BSPIndexUrlFormat>
      <IsCygwinBased>false</IsCygwinBased>
      <GCCVersion>4.9.2</GCCVersion>
      <GDBVersion>7.10</GDBVersion>
      <Revision>1</Revision>
      <RelativeSysrootPath>arm-linux-gnueabihf\sysroot</RelativeSysrootPath>
 </Toolchain>



※2015/12 実施
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Raspberry Pi C++ gettimeofday 実行時間テスト (備忘録)

■ソース
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>

using namespace std;

int main (int argc, char *argv[],char *envp[])
{
    timeval *t;
    int loop = 0;
    int n = 0;

    printf("gettimeofday execution time test Optimization Level None(-O0) testno:0001\n");

    if (argc == 2){
        loop = atoi(argv[1]);
    }

    t = new timeval[loop+2];

    gettimeofday(t+loop, NULL);

    for (int i = 0; i < loop; i++) {
        gettimeofday(t+i, NULL);
    }
    gettimeofday(t+loop+1, NULL);

    printf(" loop=%1d\n",loop);
    printf(" n=%1d\n",n);
    printf("%ld(S)%06ld(usec) loop begin\n", (long)t[loop].tv_sec, (long)t[loop].tv_usec);
    printf("%ld(S)%06ld(usec) loop end\n", (long)t[loop+1].tv_sec, (long)t[loop+1].tv_usec);
    printf("%06ld(usec)/%1d loop\n", (long)t[loop+1].tv_usec - (long)t[loop].tv_usec,loop);
    if (loop > 0){
        printf("%06ld(usec)/one loop\n",((long)t[loop+1].tv_usec - (long)t[loop].tv_usec)/loop);
    }
    return 0;
}


■実施結果
■結果 10000回ループ
gettimeofday execution time test Optimization Level None(-O0) testno:0001
 loop=10000
 n=0
1449026262(S)032661(usec) loop begin
1449026262(S)051902(usec) loop end
019241(usec)/10000 loop
000001(usec)/one loop


■結果 0回ループ
gettimeofday execution time test Optimization Level None(-O0) testno:0001
 loop=0
 n=0
1449026749(S)405494(usec) loop begin
1449026749(S)405498(usec) loop end
000004(usec)/0 loop


■環境
Raspberry Pi B Rev2 (china)

Linux raspberrypi 4.1.13+ #826 PREEMPT Fri Nov 13 20:13:22 GMT 2015 armv6l GNU/Linux


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Version: Mars.1 Release (4.5.1)
Build id: 20150924-1200


 <?xml version="1.0"?>
-<Toolchain xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
      <ToolchainName>Raspberry PI</ToolchainName>
      <ToolchainType>Linux</ToolchainType>
      <PathDetectionKeyStrip>0</PathDetectionKeyStrip>
      <GNUTargetID>arm-linux-gnueabihf</GNUTargetID>
      <ToolchainID>com.visualgdb.raspberry_pi</ToolchainID>
      <BinaryDirectory>bin</BinaryDirectory>
      <Prefix>arm-linux-gnueabihf-</Prefix>
      <Make>make.exe</Make>
      <BSPIndexUrlFormat>http://visualgdb.com/hwsupport/BSP/?autofetch=1&target=arm-linux-gnueabihf&filter={0}</BSPIndexUrlFormat>
      <IsCygwinBased>false</IsCygwinBased>
      <GCCVersion>4.9.2</GCCVersion>
      <GDBVersion>7.10</GDBVersion>
      <Revision>1</Revision>
      <RelativeSysrootPath>arm-linux-gnueabihf\sysroot</RelativeSysrootPath>
 </Toolchain>



※2015/12 実施


Raspberry Pi GPIO出力ポートの時間測定 C++ (備忘録)

Raspberry Pi GPIO出力ポートのon/off制御で制御可能な最小時間についての方式比較です。

要点と結果


■テストの要点
1.valueファイルへの1,0書き込みによる方式
2.書き込み毎にファイルをcloseしない方式とcloseする方式の比較

■結果
一つ目のパルスがcloseしないで1/0を連続的に書き込む方式
二つ目のパルスは1または0を書き込む毎にcloseする方式

Raspberry Pi GPIO出力ポートの時間測定 C++ (備忘録)
GPIO27ポートの波形

■注意点
valueファイルをcloseしないで、on/offをさせる場合、
"0"または"1"のみでは正しく動作しない。
必ず、改行が必要。

closeさせる場合は改行の必要はない。

個々の波形


Raspberry Pi GPIO出力ポートの時間測定 C++ (備忘録)
closeしないで1/0を連続的に書き込む方式の場合

Raspberry Pi GPIO出力ポートの時間測定 C++ (備忘録)
1または0を書き込む毎にcloseする方式

Raspberry Pi GPIO出力ポートの時間測定 C++ (備忘録)
一つ目のパルスがcloseしないで1/0を連続的に書き込む方式
二つ目のパルスは1または0を書き込む毎にcloseする方式

テスト方法


■ソース
main.cpp
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include "gpiotest101.h"

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[],char *envp[]){
    string outgpiono = "27";
    string ingpiono = "22";

    // 出力用ポート生成
    if (gpiocreate(outgpiono,"out") == 0){
        cout << "outgpiocreate ok" << endl;
    } else {
        cout << "outgpiocreate error" << endl;
        return 1;
    }

    // 入力用ポート生成
    if (gpiocreate(ingpiono,"in") == 0){
        cout << "ingpiocreate ok" << endl;
    } else {
        cout << "ingpiocreate error" << endl;
        return 1;
    }

    //出力ポート動作時間測定(オシロスコープでの観測を目的としている)
    outportcycletest01(outgpiono,atoi(argv[1]));
    outportcycletest02(outgpiono,atoi(argv[1]));

    //出力ポート破棄
    if (gpiodestroy(outgpiono) == 0) {
        cout << "outgpiodestroy ok" << endl;
    } else {
        cout << "outgpiodestroy error" << endl;
        return 1;
    }

    //入力ポート破棄
    if (gpiodestroy(ingpiono) == 0) {
        cout << "ingpiodestroy ok" << endl;
    } else {
        cout << "ingpiodestroy error" << endl;
        return 1;
    }

    return 0;
}


gpiotest101.h
#include <string>
using namespace std;

#define GPIOPATH "/sys/class/gpio"
#define GPIOPORT GPIOPATH "/gpio%s"

int gpiooutput(string outfilename,string val);
int gpiocreate(string gpiono,string direction);
int gpiodestroy(string gpiono);
void outportcycletest01(string gpiono,int actuatingcycle);
void outportcycletest02(string gpiono,int actuatingcycle);


gpiocreate.cpp
#include <sys/stat.h>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include "gpiotest101.h"

using namespace std;

int gpiocreate(string gpiono,string direction){

    char c[256] = GPIOPATH "/export";
    if ((gpiooutput(c,gpiono)) == 0){
        cout << "export" << gpiono << " OK" << endl;
    } else {
        cout << "export" << gpiono << " error" << endl;
        return 1;
    }

    sprintf(c,GPIOPORT "/direction",gpiono.c_str());
    if (chmod(c,0x3ff) == 0) {
        cout << string(c) + " chmod ok" << endl;
    } else {
        cout << string(c) + " chmod error" << endl;
        return 1;
    }
    if ((gpiooutput(c,direction)) == 0) {
        cout << string(c) + " direction set ok" << endl;
    } else {
        cout << string(c) + " direction error ok" << endl;
    }

    sprintf(c,GPIOPORT "/value",gpiono.c_str());
    if (chmod(c,0x3ff) == 0) {
        cout << string(c) + " chmod ok" << endl;
    } else {
        cout << string(c) + " chmod error" << endl;
        return 1;
    }

    sprintf(c,GPIOPORT "/edge",gpiono.c_str());
    if (chmod(c,0x3ff) == 0) {
        cout << string(c) + " chmod ok" << endl;
    } else {
        cout << string(c) + " chmod error" << endl;
        return 1;
    }

    return 0;
}


gpiodestroy.cpp
#include <sys/stat.h>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include "gpiotest101.h"

using namespace std;

int gpiodestroy(string gpiono){

    char c[256] = GPIOPATH "/unexport";
    if ((gpiooutput(c,gpiono)) == 0){
        cout << "unexport" << gpiono << " OK" << endl;
    } else {
        cout << "unexport" << gpiono << " error" << endl;
        return 1;
    }
    return 0;
}


gpiooutput.cpp
//#include <sys/stat.h>

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;

int gpiooutput(string outfilename,string val){
    ofstream fout;

    fout.open(outfilename.c_str(), ios::out);
    if (!fout) {
        cout << outfilename + " Open error." << endl;
        return 1;
    }

    fout << val;
    if (!fout) {
        cout << outfilename + " write error." << endl;
        fout.close();
        return 1;
    }

    fout.close();
    return 0;
}


outportcycletest01.cpp
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include "gpiotest101.h"
using namespace std;

void outportcycletest01(string gpiono,int actuatingcycle){
    ofstream fout;
    char outfilename[256];

    // value file open
    sprintf(outfilename,GPIOPORT "/value",gpiono.c_str()); //file path <- gpio no
    fout.open(outfilename, ios::out);
    if (!fout) {
        cout << string(outfilename) + " Open error." << endl;
        return;
    }

    // port on/off
    for (int n = 0;n < actuatingcycle;n++){
        fout << 1 << endl;
        if (!fout) {
            cout << string(outfilename) + " write(1) error." << endl;
            fout.close();
            return;
        }

        fout << 0 << endl;
        if (!fout) {
            cout << string(outfilename) + " write(0) error." << endl;
            fout.close();
            return;
        }
    }

    fout.close();
    return;
}


outportcycletest02.cpp
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include "gpiotest101.h"
using namespace std;

void outportcycletest02(string gpiono,int actuatingcycle){
    ofstream fout;
    char outfilename[256];

    sprintf(outfilename,GPIOPORT "/value",gpiono.c_str());

     // port on/off
    for (int n = 0;n < actuatingcycle;n++){
        if (gpiooutput(outfilename,"1") != 0) {
            cout << string(outfilename) + " write(1) error." << endl;
        }
        if (gpiooutput(outfilename,"0") != 0) {
            cout << string(outfilename) + " write(0) error." << endl;
        }
     }

    return;
}



■環境
Raspberry Pi B Rev2 (china)

Linux raspberrypi 4.1.13+ #826 PREEMPT Fri Nov 13 20:13:22 GMT 2015 armv6l GNU/Linux


Eclipse IDE for C/C++ Developers
Version: Mars.1 Release (4.5.1)
Build id: 20150924-1200


 <?xml version="1.0"?>
-<Toolchain xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
      <ToolchainName>Raspberry PI</ToolchainName>
      <ToolchainType>Linux</ToolchainType>
      <PathDetectionKeyStrip>0</PathDetectionKeyStrip>
      <GNUTargetID>arm-linux-gnueabihf</GNUTargetID>
      <ToolchainID>com.visualgdb.raspberry_pi</ToolchainID>
      <BinaryDirectory>bin</BinaryDirectory>
      <Prefix>arm-linux-gnueabihf-</Prefix>
      <Make>make.exe</Make>
      <BSPIndexUrlFormat>http://visualgdb.com/hwsupport/BSP/?autofetch=1&target=arm-linux-gnueabihf&filter={0}</BSPIndexUrlFormat>
      <IsCygwinBased>false</IsCygwinBased>
      <GCCVersion>4.9.2</GCCVersion>
      <GDBVersion>7.10</GDBVersion>
      <Revision>1</Revision>
      <RelativeSysrootPath>arm-linux-gnueabihf\sysroot</RelativeSysrootPath>
 </Toolchain>

Raspberry Pi C++ GPIOのメモリマップ方式のテスト(備忘録)

Raspberry Pi GPIO出力ポートのメモリマップ方式によるテスト。

テストの要点


1.Raspberry PiのGPIOレジスタ構造をC++のstruct,ビットフィールドでモデル化する
2.メモリマップ方式での出力ポートの動作時間の測定

今回は、出力ポートのみ動作確認をしています。
入力ポートや他の機能について確認していません。

結果


■モデル化
(1)ビットフィールド
 1.GPIOレジスタのGPFSELnを3bitのビットフィールドとして扱う部分は成功していると思わる。
 2.GPCLRnを1bitのビットフィールドとして扱うと、代入時(書き込み)時にRaspbianがフリーズする。(※1)
 3.GPSELnを1bitのビットフィールドとして扱う部分については、一見正常に動作しているが、on/offの制御方式がGPCLRnと同じ為、フリーズする可能性がある。

(2)32bitフィールド
 1.GPSELn及びGPCLRnは32bitフィールドとして操作する。(※2)

(3)欠点
 1.利用するポートの割当がソースレベルで固定化される事である。実行時に任意に変えられない。

■動作時間
(1)出力ポートのon/off動作時間
 1.約21.8nsでon/off可能


■参考資料
 「BROACOM BCM2835 ARM Peripherals

■注
※1 ビットフィールド操作でのフリーズ
(1)推定理由

GPIOのoutput pinのデータをクリアするGPCLRnレジスタをビットフィールドでセットするとRaspberry Piがフリーズする。
C++のビットフィールドのbit操作は、データ操作単位である32bitを一旦読み込んで、目的のbitと目的外のビットをマージして再書込していると思われる。
「BROACOM BCM2835 ARM Peripherals」によるとGPCLRnレジスタはWriteのみ許さている(Page90)。
ただし、Page95のGPCLRnの詳細説明ではR/Wである。許されているのと可能なのとは異なる。
C++のmmapで得た仮想メモリからのGPCLRnの読み込みは0/1混在状態である。
Raspberry Piのシステム上、ユーザがOUTポートとして割当可能なポート以外のデータも帰ってくる。
この値がWriteのみ許さているポートなのでデタラメかもしれないし、正しい値なのかもしれない。
Page90に明記されているWriteの意味は「リードしてマージする必要はありませんよ」かもしれない。
しかし、本当のところは「Pin Set & Clear Regs」に対して、「0は状態を更新しない、1はSetする」という、回路設計上の都合を言い換えただけかもしれない。

したがって、保証されていない出力ポートを読んだ値で、目的bit以外を再書込すると"1"にセットされたレジスタが何らかの動作をし、
結果的にシステムの不具合を引き起こしていると思われる。

そもそも、Outputの状態を1bitで制御せずに、SETとCLRを別に設けている所を十分汲む必要がある。


(2)対策

1.必要に応じて、ビットフィールドを使用しない
GPSETn,GPCLRnのように、「x = No effect」との説明があるレジスタはビットフィールドを使用せずレジスタの一括ライトを行う。
「BROACOM BCM2835 ARM Peripherals」の説明は明らかにそのように指示している。

※2 ただし、あくまでOS上のアプリでの制御のため、割り込み等により動作時間の安定性は望めない。


動作時間



後述するテスト用プログラムでテストした時のGPIO27ポートの波形です。
動作が早いために、ソフトにてパルス幅を10倍に引き伸ばした時の波形です。したがって、最小の制御時間はこの結果の1/10となります。
Raspberry Pi C++ GPIOのメモリマップ方式のテスト(備忘録)
./test03 3 10 で実行した時の波形(したがって、 218ns÷10=21.8ns が制御可能な最小パルス幅の単位となります)


GPIOファイルで制御する場合の最小幅は「Raspberry Pi GPIO出力ポートの時間測定 C++ (備忘録)」から
Raspberry Pi GPIO出力ポートの時間測定 C++ (備忘録)
11.6usとなります。
したがって GPIOファイル制御の方が11.6us/21.8ns=532倍遅い事になります。


テスト用プログラム ソース



#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

typedef struct gpregisters GPREGISTERS;  //例 static volatile GPREGISTERS *sel;
typedef unsigned GPIODIRECTION;

//GPIO registers 定数
#define GPIOINPUT 0x0
#define GPIOOUTPUT 0x1

//    gpio register アドレス情報
#define GPIO_BASE    (0x20000000 + 0x200000)
#define BLOCK_SIZE  4096

//GPIO registers 設定用
#define GPSETN(asel,no) asel->setn[no/31] = 0x1 << (no%31)    //GPSETn output ON 設定用
#define GPCLRN(asel,no) asel->clrn[no/31] = 0x1 << (no%31)  //GPSETn output OFF 設定用
#define GPFSELOUTPUT(asel,no) asel->fsel##no = GPIOOUTPUT    //GPFSELn OUTPUTモードに設定

// GPIO(General Purpose I/O)仮想アドレス構造定義
struct gpregisters {
    unsigned fsel0:3;
    unsigned fsel1:3;
    unsigned fsel2:3;
    unsigned fsel3:3;
    unsigned fsel4:3;
    unsigned fsel5:3;
    unsigned fsel6:3;
    unsigned fsel7:3;
    unsigned fsel8:3;
    unsigned fsel9:3;
    unsigned :0;        //これがなくても次のbitはバウンダリ調整されるが、解りやすさと念のために記述
    unsigned fsel10:3;
    unsigned fsel11:3;
    unsigned fsel12:3;
    unsigned fsel13:3;
    unsigned fsel14:3;
    unsigned fsel15:3;
    unsigned fsel16:3;
    unsigned fsel17:3;
    unsigned fsel18:3;
    unsigned fsel19:3;
    unsigned :0;        //これがなくても次のbitはバウンダリ調整されるが、解りやすさと念のために記述
    unsigned fsel20:3;
    unsigned fsel21:3;
    unsigned fsel22:3;
    unsigned fsel23:3;
    unsigned fsel24:3;
    unsigned fsel25:3;
    unsigned fsel26:3;
    unsigned fsel27:3;
    unsigned fsel28:3;
    unsigned fsel29:3;
    unsigned :0;        //これがなくても次のbitはバウンダリ調整されるが、解りやすさと念のために記述
    unsigned fsel30:3;
    unsigned fsel31:3;
    unsigned fsel32:3;
    unsigned fsel33:3;
    unsigned fsel34:3;
    unsigned fsel35:3;
    unsigned fsel36:3;
    unsigned fsel37:3;
    unsigned fsel38:3;
    unsigned fsel39:3;
    unsigned :0;
    unsigned fsel40:3;
    unsigned fsel41:3;
    unsigned fsel42:3;
    unsigned fsel43:3;
    unsigned fsel44:3;
    unsigned fsel45:3;
    unsigned fsel46:3;
    unsigned fsel47:3;
    unsigned fsel48:3;
    unsigned fsel49:3;
    unsigned :0;
    unsigned fsel50:3;
    unsigned fsel51:3;
    unsigned fsel52:3;
    unsigned fsel53:3;
    unsigned :0;
    unsigned reserved1;
    union{
        unsigned setn[2];        //設定にはこちらを使用すること
        struct{
            unsigned set0:1;    //setnは設定には使用してはいけない。
            unsigned set1:1;
            unsigned set2:1;
            unsigned set3:1;
            unsigned set4:1;
            unsigned set5:1;
            unsigned set6:1;
            unsigned set7:1;
            unsigned set8:1;
            unsigned set9:1;
            unsigned set10:1;
            unsigned set11:1;
            unsigned set12:1;
            unsigned set13:1;
            unsigned set14:1;
            unsigned set15:1;
            unsigned set16:1;
            unsigned set17:1;
            unsigned set18:1;
            unsigned set19:1;
            unsigned set20:1;
            unsigned set21:1;
            unsigned set22:1;
            unsigned set23:1;
            unsigned set24:1;
            unsigned set25:1;
            unsigned set26:1;
            unsigned set27:1;
            unsigned set28:1;
            unsigned set29:1;
            unsigned set30:1;
            unsigned set31:1;
            unsigned :0;
            unsigned set32:1;
            unsigned set33:1;
            unsigned set34:1;
            unsigned set35:1;
            unsigned set36:1;
            unsigned set37:1;
            unsigned set38:1;
            unsigned set39:1;
            unsigned set40:1;
            unsigned set41:1;
            unsigned set42:1;
            unsigned set43:1;
            unsigned set44:1;
            unsigned set45:1;
            unsigned set46:1;
            unsigned set47:1;
            unsigned set48:1;
            unsigned set49:1;
            unsigned set50:1;
            unsigned set51:1;
            unsigned set52:1;
            unsigned set53:1;
        };
    };
    unsigned :0;
    unsigned reserved2;

    union{
        unsigned clrn[2];            //設定にはこちらを使用するとこ
        struct{
            unsigned clr0:1;        //clrnは設定には使用してはいけない。
            unsigned clr1:1;
            unsigned clr2:1;
            unsigned clr3:1;
            unsigned clr4:1;
            unsigned clr5:1;
            unsigned clr6:1;
            unsigned clr7:1;
            unsigned clr8:1;
            unsigned clr9:1;
            unsigned clr10:1;
            unsigned clr11:1;
            unsigned clr12:1;
            unsigned clr13:1;
            unsigned clr14:1;
            unsigned clr15:1;
            unsigned clr16:1;
            unsigned clr17:1;
            unsigned clr18:1;
            unsigned clr19:1;
            unsigned clr20:1;
            unsigned clr21:1;
            unsigned clr22:1;
            unsigned clr23:1;
            unsigned clr24:1;
            unsigned clr25:1;
            unsigned clr26:1;
            unsigned clr27:1;
            unsigned clr28:1;
            unsigned clr29:1;
            unsigned clr30:1;
            unsigned clr31:1;
            unsigned :0;
            unsigned clr32:1;
            unsigned clr33:1;
            unsigned clr34:1;
            unsigned clr35:1;
            unsigned clr36:1;
            unsigned clr37:1;
            unsigned clr38:1;
            unsigned clr39:1;
            unsigned clr40:1;
            unsigned clr41:1;
            unsigned clr42:1;
            unsigned clr43:1;
            unsigned clr44:1;
            unsigned clr45:1;
            unsigned clr46:1;
            unsigned clr47:1;
            unsigned clr48:1;
            unsigned clr49:1;
            unsigned clr50:1;
            unsigned clr51:1;
            unsigned clr52:1;
            unsigned clr53:1;
        };
    };

    unsigned :0;
    unsigned reserved3;
    unsigned lev0:1;
    unsigned lev1:1;
    unsigned lev2:1;
    unsigned lev3:1;
    unsigned lev4:1;
    unsigned lev5:1;
    unsigned lev6:1;
    unsigned lev7:1;
    unsigned lev8:1;
    unsigned lev9:1;
    unsigned lev10:1;
    unsigned lev11:1;
    unsigned lev12:1;
    unsigned lev13:1;
    unsigned lev14:1;
    unsigned lev15:1;
    unsigned lev16:1;
    unsigned lev17:1;
    unsigned lev18:1;
    unsigned lev19:1;
    unsigned lev20:1;
    unsigned lev21:1;
    unsigned lev22:1;
    unsigned lev23:1;
    unsigned lev24:1;
    unsigned lev25:1;
    unsigned lev26:1;
    unsigned lev27:1;
    unsigned lev28:1;
    unsigned lev29:1;
    unsigned lev30:1;
    unsigned :0;
    unsigned lev31:1;
    unsigned lev32:1;
    unsigned lev33:1;
    unsigned lev34:1;
    unsigned lev35:1;
    unsigned lev36:1;
    unsigned lev37:1;
    unsigned lev38:1;
    unsigned lev39:1;
    unsigned lev40:1;
    unsigned lev41:1;
    unsigned lev42:1;
    unsigned lev43:1;
    unsigned lev44:1;
    unsigned lev45:1;
    unsigned lev46:1;
    unsigned lev47:1;
    unsigned lev48:1;
    unsigned lev49:1;
    unsigned lev50:1;
    unsigned lev51:1;
    unsigned lev52:1;
    unsigned lev53:1;
    unsigned :0;
    unsigned reserved4;
    unsigned eds0:1;
    unsigned eds1:1;
    unsigned eds2:1;
    unsigned eds3:1;
    unsigned eds4:1;
    unsigned eds5:1;
    unsigned eds6:1;
    unsigned eds7:1;
    unsigned eds8:1;
    unsigned eds9:1;
    unsigned eds10:1;
    unsigned eds11:1;
    unsigned eds12:1;
    unsigned eds13:1;
    unsigned eds14:1;
    unsigned eds15:1;
    unsigned eds16:1;
    unsigned eds17:1;
    unsigned eds18:1;
    unsigned eds19:1;
    unsigned eds20:1;
    unsigned eds21:1;
    unsigned eds22:1;
    unsigned eds23:1;
    unsigned eds24:1;
    unsigned eds25:1;
    unsigned eds26:1;
    unsigned eds27:1;
    unsigned eds28:1;
    unsigned eds29:1;
    unsigned eds30:1;
    unsigned :0;
    unsigned eds31:1;
    unsigned eds32:1;
    unsigned eds33:1;
    unsigned eds34:1;
    unsigned eds35:1;
    unsigned eds36:1;
    unsigned eds37:1;
    unsigned eds38:1;
    unsigned eds39:1;
    unsigned eds40:1;
    unsigned eds41:1;
    unsigned eds42:1;
    unsigned eds43:1;
    unsigned eds44:1;
    unsigned eds45:1;
    unsigned eds46:1;
    unsigned eds47:1;
    unsigned eds48:1;
    unsigned eds49:1;
    unsigned eds50:1;
    unsigned eds51:1;
    unsigned eds52:1;
    unsigned eds53:1;
    unsigned :0;
    unsigned reserved5;
    unsigned ren0:1;
    unsigned ren1:1;
    unsigned ren2:1;
    unsigned ren3:1;
    unsigned ren4:1;
    unsigned ren5:1;
    unsigned ren6:1;
    unsigned ren7:1;
    unsigned ren8:1;
    unsigned ren9:1;
    unsigned ren10:1;
    unsigned ren11:1;
    unsigned ren12:1;
    unsigned ren13:1;
    unsigned ren14:1;
    unsigned ren15:1;
    unsigned ren16:1;
    unsigned ren17:1;
    unsigned ren18:1;
    unsigned ren19:1;
    unsigned ren20:1;
    unsigned ren21:1;
    unsigned ren22:1;
    unsigned ren23:1;
    unsigned ren24:1;
    unsigned ren25:1;
    unsigned ren26:1;
    unsigned ren27:1;
    unsigned ren28:1;
    unsigned ren29:1;
    unsigned ren30:1;
    unsigned :0;
    unsigned ren31:1;
    unsigned ren32:1;
    unsigned ren33:1;
    unsigned ren34:1;
    unsigned ren35:1;
    unsigned ren36:1;
    unsigned ren37:1;
    unsigned ren38:1;
    unsigned ren39:1;
    unsigned ren40:1;
    unsigned ren41:1;
    unsigned ren42:1;
    unsigned ren43:1;
    unsigned ren44:1;
    unsigned ren45:1;
    unsigned ren46:1;
    unsigned ren47:1;
    unsigned ren48:1;
    unsigned ren49:1;
    unsigned ren50:1;
    unsigned ren51:1;
    unsigned ren52:1;
    unsigned ren53:1;
    unsigned :0;
    unsigned reserved6;
    unsigned fen0:1;
    unsigned fen1:1;
    unsigned fen2:1;
    unsigned fen3:1;
    unsigned fen4:1;
    unsigned fen5:1;
    unsigned fen6:1;
    unsigned fen7:1;
    unsigned fen8:1;
    unsigned fen9:1;
    unsigned fen10:1;
    unsigned fen11:1;
    unsigned fen12:1;
    unsigned fen13:1;
    unsigned fen14:1;
    unsigned fen15:1;
    unsigned fen16:1;
    unsigned fen17:1;
    unsigned fen18:1;
    unsigned fen19:1;
    unsigned fen20:1;
    unsigned fen21:1;
    unsigned fen22:1;
    unsigned fen23:1;
    unsigned fen24:1;
    unsigned fen25:1;
    unsigned fen26:1;
    unsigned fen27:1;
    unsigned fen28:1;
    unsigned fen29:1;
    unsigned fen30:1;
    unsigned :0;
    unsigned fen31:1;
    unsigned fen32:1;
    unsigned fen33:1;
    unsigned fen34:1;
    unsigned fen35:1;
    unsigned fen36:1;
    unsigned fen37:1;
    unsigned fen38:1;
    unsigned fen39:1;
    unsigned fen40:1;
    unsigned fen41:1;
    unsigned fen42:1;
    unsigned fen43:1;
    unsigned fen44:1;
    unsigned fen45:1;
    unsigned fen46:1;
    unsigned fen47:1;
    unsigned fen48:1;
    unsigned fen49:1;
    unsigned fen50:1;
    unsigned fen51:1;
    unsigned fen52:1;
    unsigned fen53:1;
    unsigned :0;
    unsigned reserved7;
    unsigned hen0:1;
    unsigned hen1:1;
    unsigned hen2:1;
    unsigned hen3:1;
    unsigned hen4:1;
    unsigned hen5:1;
    unsigned hen6:1;
    unsigned hen7:1;
    unsigned hen8:1;
    unsigned hen9:1;
    unsigned hen10:1;
    unsigned hen11:1;
    unsigned hen12:1;
    unsigned hen13:1;
    unsigned hen14:1;
    unsigned hen15:1;
    unsigned hen16:1;
    unsigned hen17:1;
    unsigned hen18:1;
    unsigned hen19:1;
    unsigned hen20:1;
    unsigned hen21:1;
    unsigned hen22:1;
    unsigned hen23:1;
    unsigned hen24:1;
    unsigned hen25:1;
    unsigned hen26:1;
    unsigned hen27:1;
    unsigned hen28:1;
    unsigned hen29:1;
    unsigned hen30:1;
    unsigned :0;
    unsigned hen31:1;
    unsigned hen32:1;
    unsigned hen33:1;
    unsigned hen34:1;
    unsigned hen35:1;
    unsigned hen36:1;
    unsigned hen37:1;
    unsigned hen38:1;
    unsigned hen39:1;
    unsigned hen40:1;
    unsigned hen41:1;
    unsigned hen42:1;
    unsigned hen43:1;
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    unsigned hen47:1;
    unsigned hen48:1;
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    unsigned hen50:1;
    unsigned hen51:1;
    unsigned hen52:1;
    unsigned hen53:1;
    unsigned :0;
    unsigned reserved8;
    unsigned len0:1;
    unsigned len1:1;
    unsigned len2:1;
    unsigned len3:1;
    unsigned len4:1;
    unsigned len5:1;
    unsigned len6:1;
    unsigned len7:1;
    unsigned len8:1;
    unsigned len9:1;
    unsigned len10:1;
    unsigned len11:1;
    unsigned len12:1;
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    unsigned len15:1;
    unsigned len16:1;
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    unsigned len18:1;
    unsigned len19:1;
    unsigned len20:1;
    unsigned len21:1;
    unsigned len22:1;
    unsigned len23:1;
    unsigned len24:1;
    unsigned len25:1;
    unsigned len26:1;
    unsigned len27:1;
    unsigned len28:1;
    unsigned len29:1;
    unsigned len30:1;
    unsigned :0;
    unsigned len31:1;
    unsigned len32:1;
    unsigned len33:1;
    unsigned len34:1;
    unsigned len35:1;
    unsigned len36:1;
    unsigned len37:1;
    unsigned len38:1;
    unsigned len39:1;
    unsigned len40:1;
    unsigned len41:1;
    unsigned len42:1;
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    unsigned len45:1;
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    unsigned len47:1;
    unsigned len48:1;
    unsigned len49:1;
    unsigned len50:1;
    unsigned len51:1;
    unsigned len52:1;
    unsigned len53:1;
    unsigned :0;
    unsigned reserved9;
    unsigned aren0:1;
    unsigned aren1:1;
    unsigned aren2:1;
    unsigned aren3:1;
    unsigned aren4:1;
    unsigned aren5:1;
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    unsigned aren7:1;
    unsigned aren8:1;
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    unsigned aren12:1;
    unsigned aren13:1;
    unsigned aren14:1;
    unsigned aren15:1;
    unsigned aren16:1;
    unsigned aren17:1;
    unsigned aren18:1;
    unsigned aren19:1;
    unsigned aren20:1;
    unsigned aren21:1;
    unsigned aren22:1;
    unsigned aren23:1;
    unsigned aren24:1;
    unsigned aren25:1;
    unsigned aren26:1;
    unsigned aren27:1;
    unsigned aren28:1;
    unsigned aren29:1;
    unsigned aren30:1;
    unsigned :0;
    unsigned aren31:1;
    unsigned aren32:1;
    unsigned aren33:1;
    unsigned aren34:1;
    unsigned aren35:1;
    unsigned aren36:1;
    unsigned aren37:1;
    unsigned aren38:1;
    unsigned aren39:1;
    unsigned aren40:1;
    unsigned aren41:1;
    unsigned aren42:1;
    unsigned aren43:1;
    unsigned aren44:1;
    unsigned aren45:1;
    unsigned aren46:1;
    unsigned aren47:1;
    unsigned aren48:1;
    unsigned aren49:1;
    unsigned aren50:1;
    unsigned aren51:1;
    unsigned aren52:1;
    unsigned aren53:1;
    unsigned :0;
    unsigned reserved10;
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    unsigned afen30:1;
    unsigned :0;
    unsigned afen31:1;
    unsigned afen32:1;
    unsigned afen33:1;
    unsigned afen34:1;
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    unsigned afen39:1;
    unsigned afen40:1;
    unsigned afen41:1;
    unsigned afen42:1;
    unsigned afen43:1;
    unsigned afen44:1;
    unsigned afen45:1;
    unsigned afen46:1;
    unsigned afen47:1;
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    unsigned afen49:1;
    unsigned afen50:1;
    unsigned afen51:1;
    unsigned afen52:1;
    unsigned afen53:1;
    unsigned :0;
    unsigned reserved11;
    unsigned pud:2;
    unsigned :0;
    unsigned pudclk0:1;
    unsigned pudclk1:1;
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    unsigned pudclk5:1;
    unsigned pudclk6:1;
    unsigned pudclk7:1;
    unsigned pudclk8:1;
    unsigned pudclk9:1;
    unsigned pudclk10:1;
    unsigned pudclk11:1;
    unsigned pudclk12:1;
    unsigned pudclk13:1;
    unsigned pudclk14:1;
    unsigned pudclk15:1;
    unsigned pudclk16:1;
    unsigned pudclk17:1;
    unsigned pudclk18:1;
    unsigned pudclk19:1;
    unsigned pudclk20:1;
    unsigned pudclk21:1;
    unsigned pudclk22:1;
    unsigned pudclk23:1;
    unsigned pudclk24:1;
    unsigned pudclk25:1;
    unsigned pudclk26:1;
    unsigned pudclk27:1;
    unsigned pudclk28:1;
    unsigned pudclk29:1;
    unsigned pudclk30:1;
    unsigned :0;
    unsigned pudclk31:1;
    unsigned pudclk32:1;
    unsigned pudclk33:1;
    unsigned pudclk34:1;
    unsigned pudclk35:1;
    unsigned pudclk36:1;
    unsigned pudclk37:1;
    unsigned pudclk38:1;
    unsigned pudclk39:1;
    unsigned pudclk40:1;
    unsigned pudclk41:1;
    unsigned pudclk42:1;
    unsigned pudclk43:1;
    unsigned pudclk44:1;
    unsigned pudclk45:1;
    unsigned pudclk46:1;
    unsigned pudclk47:1;
    unsigned pudclk48:1;
    unsigned pudclk49:1;
    unsigned pudclk50:1;
    unsigned pudclk51:1;
    unsigned pudclk52:1;
    unsigned pudclk53:1;
    unsigned :0;
    unsigned reserved12;
    unsigned test:4;
};

GPREGISTERS* get_gpio_map(){
    int fd;
    void *gpio_map;

    //仮想メモリアドレスの取得
    fd = open("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC);
    if (fd == -1) {
            return (GPREGISTERS*)-1;
    }

    gpio_map = mmap(NULL, BLOCK_SIZE,
                PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
                fd, GPIO_BASE );

    if ((int)gpio_map == -1) {
            return (GPREGISTERS*)-1;
    }
    close(fd);

    return (GPREGISTERS*)gpio_map;
}

static volatile GPREGISTERS *sel;

int main(int argc, char *argv[], char *envp[]) {

    long loop = 1;
    long pulse_width = 1;

    if (argc == 3) {
        loop = atoi(argv[1]);
        pulse_width = atoi(argv[2]);
    }

    sel = get_gpio_map();
    if ((int)sel == -1) {
        return 1;
    }

    GPFSELOUTPUT(sel,27); //sel->fsel27 = 0x1;

    printf("sel:%08x\n",(unsigned)sel);


    for (int i1 = 0;i1 < loop;i1++){
        for (int i2 = 0;i2 < pulse_width;i2++){
            GPSETN(sel,27); //sel->setn[0] = 0x1 << 27;
        }
        for (int i2 = 0;i2 < pulse_width;i2++){
            GPCLRN(sel,27);    //sel->clrn[0] = 0x1 << 27;
        }
    }

    printf("end.\n");

    return 0;
}



環境


Raspberry Pi B Rev2 (china)

Linux raspberrypi 4.1.13+ #826 PREEMPT Fri Nov 13 20:13:22 GMT 2015 armv6l GNU/Linux


Eclipse IDE for C/C++ Developers
Version: Mars.1 Release (4.5.1)
Build id: 20150924-1200


 <?xml version="1.0"?>
-<Toolchain xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
      <ToolchainName>Raspberry PI</ToolchainName>
      <ToolchainType>Linux</ToolchainType>
      <PathDetectionKeyStrip>0</PathDetectionKeyStrip>
      <GNUTargetID>arm-linux-gnueabihf</GNUTargetID>
      <ToolchainID>com.visualgdb.raspberry_pi</ToolchainID>
      <BinaryDirectory>bin</BinaryDirectory>
      <Prefix>arm-linux-gnueabihf-</Prefix>
      <Make>make.exe</Make>
      <BSPIndexUrlFormat>http://visualgdb.com/hwsupport/BSP/?autofetch=1&target=arm-linux-gnueabihf&filter={0}</BSPIndexUrlFormat>
      <IsCygwinBased>false</IsCygwinBased>
      <GCCVersion>4.9.2</GCCVersion>
      <GDBVersion>7.10</GDBVersion>
      <Revision>1</Revision>
      <RelativeSysrootPath>arm-linux-gnueabihf\sysroot</RelativeSysrootPath>
 </Toolchain>

Raspberry Pi C++ GPIO読み取り方式比較(メモリマップ式)(備忘録)

Raspberry Pi GPIO入力ポートの読み取り三方式の動作時間比較。

テストの概要


1.GPIO入出力はメモリマップ方式で行う
2.入力ポートの読み取りはレジスタ一括方式(二種類)とビットフィールド方式の比較を行う。

■読み込み方式
(1)レジスタ一括方式(都度bitマスク生成方式)
  (0x1 << (22%31)) & (sel->levn[22/31]))
(2)レジスタ一括方式(事前bitマスク生成方式)
  levn_mask & (sel->levn[22/31])
(3)ビットフィールド方式
  sel->lev22


■測定方法
1.GPIO27ポートを出力ポートとしてon/offし、それをオシロスコープで観測する。
2.GPIO27ポートをon → 「入力ポートの読み込み」 → 出力ポートoff。
3.項番2の方法で、「入力ポート読み込みなし」及び「■読み込み方式」三種を連続して実行し、
4.オシロスコープで観測する。

■参考資料
 「BROACOM BCM2835 ARM Peripherals


結果



Raspberry Pi C++ GPIO読み取り方式比較(メモリマップ式)(備忘録)
./testreg07 100000000 1 1000 で実行

■パルス順に
1.入力読み込みなし
2.レジスタ一括方式(都度bitマスク生成方式)
3.レジスタ一括方式(事前bitマスク生成方式)
4.ビットフィールド方式

入力ポートの読み込み速度が最も早いのは
 1.「レジスタ一括方式(事前bitマスク生成方式)」
 2.「ビットフィールド方式」
 3.「.レジスタ一括方式(都度bitマスク生成方式)」


テスト用プログラム ソース



■main.cpp

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
#include "nrpgpio01.h"

static volatile GPREGISTERS *sel;

int main(int argc, char *argv[], char *envp[]) {

    int n;
    int x;
    int i1;
    unsigned levn_mask;
    struct timespec req;
    req.tv_sec = 0;
    req.tv_nsec = 0;

    long loop = 1;
    long pulse_width = 1;

    if (argc == 4) {
        loop = atoi(argv[1]);
        pulse_width = atoi(argv[2]);
        req.tv_sec  = 0;
        req.tv_nsec = atoi(argv[3]); // (ns)
    }

    sel = get_gpio_map();
    if ((int)sel == -1) {
        return 1;
    }

    GPFSELOUTPUT(sel,27);     //sel->fsel27 = GPIOOUTPUT;
    GPFSELINPUT(sel,22);    //sel->fsel22 = 0x0;

    printf("sel:%08x\n",(unsigned)sel);

    levn_mask = 0x1 << (22%31);
    printf("levn_mask:%08x\n",levn_mask);

    GPCLRN(sel,27);
    for (i1 = 0;i1 < loop;i1++){

        //基本パルス幅
        for (n = 0;n < pulse_width;n++){
            GPSETN(sel,27);
        }
        for (n = 0;n < pulse_width;n++){
            GPCLRN(sel,27);
        }

        //GPLEVN (0x1 << (22%31)) & (sel->levn[22/31])) 方式のパルス幅
        for (n = 0;n < pulse_width;n++){
            GPSETN(sel,27);
        }
        x = GPLEVN(sel,22);
//        printf("GPLEVN   :%08x\n",x);
        for (n = 0;n < pulse_width;n++){
            GPCLRN(sel,27);
        }

        //levn_mask & (sel->levn[22/31])) 方式のパルス幅  (都度シフトの回避)
        for (n = 0;n < pulse_width;n++){
            GPSETN(sel,27);
        }
        x = levn_mask & (sel->levn[22/31]);
//        printf("levn_mask :%08x\n",x);
        for (n = 0;n < pulse_width;n++){
            GPCLRN(sel,27);
        }


        //GPLEVNbm sel->lev22 方式のパルス幅
        for (n = 0;n < pulse_width;n++){
            GPSETN(sel,27);
        }
        x = GPLEVNbm(sel,22);
//        printf("GPLEVNbm  :%08x\n",x);
        for (n = 0;n < pulse_width;n++){
            GPCLRN(sel,27);
        }

         nanosleep(&req, NULL);
    }

    printf("end.\n");

    return 0;
}


■nrpgpio01.h
typedef struct gpregisters GPREGISTERS;  //例 static volatile GPREGISTERS *sel;
typedef unsigned GPIODIRECTION;

//GPIO registers 定数
#define GPIOINPUT 0x0
#define GPIOOUTPUT 0x1

//    gpio register アドレス情報
#define GPIO_BASE    (0x20000000 + 0x200000)
#define BLOCK_SIZE  4096

//旧バージョン 新たに使用しない事
#define FSEL(asel,no) asel->fsel##no




//GPIO registers 設定用

#define GPFSELINPUT(asel,no) asel->fsel##no = GPIOINPUT        //GPFSELn INPUTモードに設定
#define GPFSELOUTPUT(asel,no) asel->fsel##no = GPIOOUTPUT    //GPFSELn OUTPUTモードに設定

#define GPSETN(asel,no) asel->setn[no/31] = 0x1 << (no%31)    //GPSETn output ON 設定用
#define GPCLRN(asel,no) asel->clrn[no/31] = 0x1 << (no%31)  //GPSETn output OFF 設定用
#define GPLEVNbm(asel,no) asel->lev##no                        //GPLEVn pin level
#define GPLEVN(asel,no) ((0x1 << (no%31)) & (asel->levn[no/31]))

// GPIO(General Purpose I/O)仮想アドレス構造定義
struct gpregisters {
    unsigned fsel0:3;
    unsigned fsel1:3;
    unsigned fsel2:3;
    unsigned fsel3:3;
    unsigned fsel4:3;
    unsigned fsel5:3;
    unsigned fsel6:3;
    unsigned fsel7:3;
    unsigned fsel8:3;
    unsigned fsel9:3;
    unsigned :0;        //これがなくても次のbitはバウンダリ調整されるが、解りやすさと念のために記述
    unsigned fsel10:3;
    unsigned fsel11:3;
    unsigned fsel12:3;
    unsigned fsel13:3;
    unsigned fsel14:3;
    unsigned fsel15:3;
    unsigned fsel16:3;
    unsigned fsel17:3;
    unsigned fsel18:3;
    unsigned fsel19:3;
    unsigned :0;        //これがなくても次のbitはバウンダリ調整されるが、解りやすさと念のために記述
    unsigned fsel20:3;
    unsigned fsel21:3;
    unsigned fsel22:3;
    unsigned fsel23:3;
    unsigned fsel24:3;
    unsigned fsel25:3;
    unsigned fsel26:3;
    unsigned fsel27:3;
    unsigned fsel28:3;
    unsigned fsel29:3;
    unsigned :0;        //これがなくても次のbitはバウンダリ調整されるが、解りやすさと念のために記述
    unsigned fsel30:3;
    unsigned fsel31:3;
    unsigned fsel32:3;
    unsigned fsel33:3;
    unsigned fsel34:3;
    unsigned fsel35:3;
    unsigned fsel36:3;
    unsigned fsel37:3;
    unsigned fsel38:3;
    unsigned fsel39:3;
    unsigned :0;
    unsigned fsel40:3;
    unsigned fsel41:3;
    unsigned fsel42:3;
    unsigned fsel43:3;
    unsigned fsel44:3;
    unsigned fsel45:3;
    unsigned fsel46:3;
    unsigned fsel47:3;
    unsigned fsel48:3;
    unsigned fsel49:3;
    unsigned :0;
    unsigned fsel50:3;
    unsigned fsel51:3;
    unsigned fsel52:3;
    unsigned fsel53:3;
    unsigned :0;
    unsigned reserved1;
    union{
        unsigned setn[2];        //設定にはこちらを使用すること
        struct{
            unsigned set0:1;    //setnは設定には使用してはいけない。
            unsigned set1:1;
            unsigned set2:1;
            unsigned set3:1;
            unsigned set4:1;
            unsigned set5:1;
            unsigned set6:1;
            unsigned set7:1;
            unsigned set8:1;
            unsigned set9:1;
            unsigned set10:1;
            unsigned set11:1;
            unsigned set12:1;
            unsigned set13:1;
            unsigned set14:1;
            unsigned set15:1;
            unsigned set16:1;
            unsigned set17:1;
            unsigned set18:1;
            unsigned set19:1;
            unsigned set20:1;
            unsigned set21:1;
            unsigned set22:1;
            unsigned set23:1;
            unsigned set24:1;
            unsigned set25:1;
            unsigned set26:1;
            unsigned set27:1;
            unsigned set28:1;
            unsigned set29:1;
            unsigned set30:1;
            unsigned set31:1;
            unsigned :0;
            unsigned set32:1;
            unsigned set33:1;
            unsigned set34:1;
            unsigned set35:1;
            unsigned set36:1;
            unsigned set37:1;
            unsigned set38:1;
            unsigned set39:1;
            unsigned set40:1;
            unsigned set41:1;
            unsigned set42:1;
            unsigned set43:1;
            unsigned set44:1;
            unsigned set45:1;
            unsigned set46:1;
            unsigned set47:1;
            unsigned set48:1;
            unsigned set49:1;
            unsigned set50:1;
            unsigned set51:1;
            unsigned set52:1;
            unsigned set53:1;
        };
    };
    unsigned :0;
    unsigned reserved2;

    union{
        unsigned clrn[2];            //設定にはこちらを使用するとこ
        struct{
            unsigned clr0:1;    //clrnは設定には使用してはいけない。
            unsigned clr1:1;
            unsigned clr2:1;
            unsigned clr3:1;
            unsigned clr4:1;
            unsigned clr5:1;
            unsigned clr6:1;
            unsigned clr7:1;
            unsigned clr8:1;
            unsigned clr9:1;
            unsigned clr10:1;
            unsigned clr11:1;
            unsigned clr12:1;
            unsigned clr13:1;
            unsigned clr14:1;
            unsigned clr15:1;
            unsigned clr16:1;
            unsigned clr17:1;
            unsigned clr18:1;
            unsigned clr19:1;
            unsigned clr20:1;
            unsigned clr21:1;
            unsigned clr22:1;
            unsigned clr23:1;
            unsigned clr24:1;
            unsigned clr25:1;
            unsigned clr26:1;
            unsigned clr27:1;
            unsigned clr28:1;
            unsigned clr29:1;
            unsigned clr30:1;
            unsigned clr31:1;
            unsigned :0;
            unsigned clr32:1;
            unsigned clr33:1;
            unsigned clr34:1;
            unsigned clr35:1;
            unsigned clr36:1;
            unsigned clr37:1;
            unsigned clr38:1;
            unsigned clr39:1;
            unsigned clr40:1;
            unsigned clr41:1;
            unsigned clr42:1;
            unsigned clr43:1;
            unsigned clr44:1;
            unsigned clr45:1;
            unsigned clr46:1;
            unsigned clr47:1;
            unsigned clr48:1;
            unsigned clr49:1;
            unsigned clr50:1;
            unsigned clr51:1;
            unsigned clr52:1;
            unsigned clr53:1;
        };
    };

    unsigned :0;
    unsigned reserved3;
    union {
        unsigned levn[2];
        struct{
            unsigned lev0:1;
            unsigned lev1:1;
            unsigned lev2:1;
            unsigned lev3:1;
            unsigned lev4:1;
            unsigned lev5:1;
            unsigned lev6:1;
            unsigned lev7:1;
            unsigned lev8:1;
            unsigned lev9:1;
            unsigned lev10:1;
            unsigned lev11:1;
            unsigned lev12:1;
            unsigned lev13:1;
            unsigned lev14:1;
            unsigned lev15:1;
            unsigned lev16:1;
            unsigned lev17:1;
            unsigned lev18:1;
            unsigned lev19:1;
            unsigned lev20:1;
            unsigned lev21:1;
            unsigned lev22:1;
            unsigned lev23:1;
            unsigned lev24:1;
            unsigned lev25:1;
            unsigned lev26:1;
            unsigned lev27:1;
            unsigned lev28:1;
            unsigned lev29:1;
            unsigned lev30:1;
            unsigned :0;
            unsigned lev31:1;
            unsigned lev32:1;
            unsigned lev33:1;
            unsigned lev34:1;
            unsigned lev35:1;
            unsigned lev36:1;
            unsigned lev37:1;
            unsigned lev38:1;
            unsigned lev39:1;
            unsigned lev40:1;
            unsigned lev41:1;
            unsigned lev42:1;
            unsigned lev43:1;
            unsigned lev44:1;
            unsigned lev45:1;
            unsigned lev46:1;
            unsigned lev47:1;
            unsigned lev48:1;
            unsigned lev49:1;
            unsigned lev50:1;
            unsigned lev51:1;
            unsigned lev52:1;
            unsigned lev53:1;
        };
    };

    unsigned :0;
    unsigned reserved4;
    unsigned eds0:1;
    unsigned eds1:1;
    unsigned eds2:1;
    unsigned eds3:1;
    unsigned eds4:1;
    unsigned eds5:1;
    unsigned eds6:1;
    unsigned eds7:1;
    unsigned eds8:1;
    unsigned eds9:1;
    unsigned eds10:1;
    unsigned eds11:1;
    unsigned eds12:1;
    unsigned eds13:1;
    unsigned eds14:1;
    unsigned eds15:1;
    unsigned eds16:1;
    unsigned eds17:1;
    unsigned eds18:1;
    unsigned eds19:1;
    unsigned eds20:1;
    unsigned eds21:1;
    unsigned eds22:1;
    unsigned eds23:1;
    unsigned eds24:1;
    unsigned eds25:1;
    unsigned eds26:1;
    unsigned eds27:1;
    unsigned eds28:1;
    unsigned eds29:1;
    unsigned eds30:1;
    unsigned :0;
    unsigned eds31:1;
    unsigned eds32:1;
    unsigned eds33:1;
    unsigned eds34:1;
    unsigned eds35:1;
    unsigned eds36:1;
    unsigned eds37:1;
    unsigned eds38:1;
    unsigned eds39:1;
    unsigned eds40:1;
    unsigned eds41:1;
    unsigned eds42:1;
    unsigned eds43:1;
    unsigned eds44:1;
    unsigned eds45:1;
    unsigned eds46:1;
    unsigned eds47:1;
    unsigned eds48:1;
    unsigned eds49:1;
    unsigned eds50:1;
    unsigned eds51:1;
    unsigned eds52:1;
    unsigned eds53:1;
    unsigned :0;
    unsigned reserved5;
    unsigned ren0:1;
    unsigned ren1:1;
    unsigned ren2:1;
    unsigned ren3:1;
    unsigned ren4:1;
    unsigned ren5:1;
    unsigned ren6:1;
    unsigned ren7:1;
    unsigned ren8:1;
    unsigned ren9:1;
    unsigned ren10:1;
    unsigned ren11:1;
    unsigned ren12:1;
    unsigned ren13:1;
    unsigned ren14:1;
    unsigned ren15:1;
    unsigned ren16:1;
    unsigned ren17:1;
    unsigned ren18:1;
    unsigned ren19:1;
    unsigned ren20:1;
    unsigned ren21:1;
    unsigned ren22:1;
    unsigned ren23:1;
    unsigned ren24:1;
    unsigned ren25:1;
    unsigned ren26:1;
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    unsigned afen22:1;
    unsigned afen23:1;
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    unsigned afen26:1;
    unsigned afen27:1;
    unsigned afen28:1;
    unsigned afen29:1;
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    unsigned :0;
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    unsigned afen46:1;
    unsigned afen47:1;
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    unsigned afen49:1;
    unsigned afen50:1;
    unsigned afen51:1;
    unsigned afen52:1;
    unsigned afen53:1;
    unsigned :0;
    unsigned reserved11;
    unsigned pud:2;
    unsigned :0;
    unsigned pudclk0:1;
    unsigned pudclk1:1;
    unsigned pudclk2:1;
    unsigned pudclk3:1;
    unsigned pudclk4:1;
    unsigned pudclk5:1;
    unsigned pudclk6:1;
    unsigned pudclk7:1;
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    unsigned pudclk9:1;
    unsigned pudclk10:1;
    unsigned pudclk11:1;
    unsigned pudclk12:1;
    unsigned pudclk13:1;
    unsigned pudclk14:1;
    unsigned pudclk15:1;
    unsigned pudclk16:1;
    unsigned pudclk17:1;
    unsigned pudclk18:1;
    unsigned pudclk19:1;
    unsigned pudclk20:1;
    unsigned pudclk21:1;
    unsigned pudclk22:1;
    unsigned pudclk23:1;
    unsigned pudclk24:1;
    unsigned pudclk25:1;
    unsigned pudclk26:1;
    unsigned pudclk27:1;
    unsigned pudclk28:1;
    unsigned pudclk29:1;
    unsigned pudclk30:1;
    unsigned :0;
    unsigned pudclk31:1;
    unsigned pudclk32:1;
    unsigned pudclk33:1;
    unsigned pudclk34:1;
    unsigned pudclk35:1;
    unsigned pudclk36:1;
    unsigned pudclk37:1;
    unsigned pudclk38:1;
    unsigned pudclk39:1;
    unsigned pudclk40:1;
    unsigned pudclk41:1;
    unsigned pudclk42:1;
    unsigned pudclk43:1;
    unsigned pudclk44:1;
    unsigned pudclk45:1;
    unsigned pudclk46:1;
    unsigned pudclk47:1;
    unsigned pudclk48:1;
    unsigned pudclk49:1;
    unsigned pudclk50:1;
    unsigned pudclk51:1;
    unsigned pudclk52:1;
    unsigned pudclk53:1;
    unsigned :0;
    unsigned reserved12;
    unsigned test:4;
};



GPREGISTERS* get_gpio_map();



■printfの出力結果
sel:b6f65000
levn_mask:00400000
GPLEVN   :00400000
levn_mask :00400000
GPLEVNbm  :00000001
end.


環境


Raspberry Pi B Rev2 (china)

Linux raspberrypi 4.1.13+ #826 PREEMPT Fri Nov 13 20:13:22 GMT 2015 armv6l GNU/Linux


Eclipse IDE for C/C++ Developers
Version: Mars.1 Release (4.5.1)
Build id: 20150924-1200


 <?xml version="1.0"?>
-<Toolchain xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
      <ToolchainName>Raspberry PI</ToolchainName>
      <ToolchainType>Linux</ToolchainType>
      <PathDetectionKeyStrip>0</PathDetectionKeyStrip>
      <GNUTargetID>arm-linux-gnueabihf</GNUTargetID>
      <ToolchainID>com.visualgdb.raspberry_pi</ToolchainID>
      <BinaryDirectory>bin</BinaryDirectory>
      <Prefix>arm-linux-gnueabihf-</Prefix>
      <Make>make.exe</Make>
      <BSPIndexUrlFormat>http://visualgdb.com/hwsupport/BSP/?autofetch=1&target=arm-linux-gnueabihf&filter={0}</BSPIndexUrlFormat>
      <IsCygwinBased>false</IsCygwinBased>
      <GCCVersion>4.9.2</GCCVersion>
      <GDBVersion>7.10</GDBVersion>
      <Revision>1</Revision>
      <RelativeSysrootPath>arm-linux-gnueabihf\sysroot</RelativeSysrootPath>
 </Toolchain>

Raspberry Piと秋月I2C接続LCD(gnublin-api)(C++)(備忘録)

Raspberry Pi B Rev2 (china) に秋月の「I2C接続小型キャラクタLCDモジュール 8x2行」を繋いで、表示させてみる。

Raspberry Pi(Raspbian)の設定


raspi-configのAdvanced Optionsで設定。

Raspberry Piと秋月I2C接続LCD

Raspberry Piと秋月I2C接続LCD

Raspberry Piと秋月I2C接続LCD

Raspberry Piと秋月I2C接続LCD

Raspberry Piと秋月I2C接続LCD

Raspberry Piと秋月I2C接続LCD

RaspRaspberry Piと秋月I2C接続LCD

Raspberry Piと秋月I2C接続LCD

Raspberry Piと秋月I2C接続LCD

Raspberry Piと秋月I2C接続LCD

再起動して完了。

C++用 I2C API(gnublin-api)入手


I2C用APIライブラリーを下記より入手。

参考:https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f=33&t=43725

ダウンロード:https://github.com/embeddedprojects/gnublin-api

gnublin.cppとgnublin.hをダウンロードする。


LCD制御


■資料
I2Cを使用してLCDを制御する方法は、秋月のI2C接続小型キャラクタLCDモジュール 8x2行の頁に参考資料のリンクがあるので、そちらから入手する。


テスト


■ソース
#define BOARD RASPBERRY_PI
#include "gnublin.h"
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>

#define POWERONWAITTIME 50000000
#define EXECWAITTIME       30000
#define FOLLWAITTIME   200000000
#define CLEARWAITTIME    2000000

void nano_sleep(unsigned Anano_sec){
struct timespec req;
req.tv_sec = Anano_sec/1000000000;
req.tv_nsec = Anano_sec%1000000000 ;
nanosleep(&req, NULL);
}

int main() {
gnublin_i2c i2c;
unsigned char buffer[100];

i2c.setAddress(0x3e); // set the address of the slave you want to read/write

// init begin
nano_sleep(POWERONWAITTIME);
//Function SET IS=0
buffer[0] = 0x00;
buffer[1] = 0x38;
i2c.send(buffer, 2);
nano_sleep(EXECWAITTIME);

//Function SET IS=1
buffer[0] = 0x00;
buffer[1] = 0x39;
i2c.send(buffer, 2);
nano_sleep(EXECWAITTIME);

//Internal OSC frequency
buffer[0] = 0x00;
buffer[1] = 0x14;
i2c.send(buffer, 2);
nano_sleep(EXECWAITTIME);

//Contrast set
buffer[0] = 0x00;
buffer[1] = 0x70;
i2c.send(buffer, 2);
nano_sleep(EXECWAITTIME);

//Pwoer/ICON/Contrast control
buffer[0] = 0x00;
buffer[1] = 0x56;
i2c.send(buffer, 2);
nano_sleep(EXECWAITTIME);

//follower control
buffer[0] = 0x00;
buffer[1] = 0x6c;
i2c.send(buffer, 2);
nano_sleep(FOLLWAITTIME);

//nano_sleep(EXECWAITTIME);
//Function set
buffer[0] = 0x00;
buffer[1] = 0x38;
i2c.send(buffer, 2);
nano_sleep(EXECWAITTIME);

//Display ON/OFF control
buffer[0] = 0x00;
buffer[1] = 0x0c;
i2c.send(buffer, 2);
nano_sleep(EXECWAITTIME);

//Clear Display
buffer[0] = 0x00;
buffer[1] = 0x01;
i2c.send(buffer, 2);
nano_sleep(CLEARWAITTIME);

//DDRAM Address set
buffer[0] = 0x00;
buffer[1] = 0x80;
i2c.send(buffer, 2);

// init end


//disp char
buffer[0] = 0x40;
buffer[1] = 'A';
i2c.send(buffer, 2);

buffer[0] = 0x40;
buffer[1] = 'B';
i2c.send(buffer, 2);

}



■結果
LCD左上から「AB」と続けて表示した。

以下はロジックアナライザの画面
Raspberry Piと秋月I2C接続LCD


問題点


Raspberry Pi電源投入後、第一回目の実行では文字が表示されない。
二回目移行は問題なく動作する。

原因は下図の様に、「00」「56」に続いて送られる「00」「6C」が送出されていない。(時により、6Cのみ送出されない時もある)
Raspberry Piと秋月I2C接続LCD

現在、真の原因は不明。

環境


root@raspberrypi:/# uname -a
Linux raspberrypi 4.1.13+ #826 PREEMPT Fri Nov 13 20:13:22 GMT 2015 armv6l GNU/Linux

os-release(ファイル内容)
PRETTY_NAME="Raspbian GNU/Linux 8 (jessie)"
NAME="Raspbian GNU/Linux"
VERSION_ID="8"
VERSION="8 (jessie)"
ID=raspbian
ID_LIKE=debian
HOME_URL="http://www.raspbian.org/"
SUPPORT_URL="http://www.raspbian.org/RaspbianForums"
BUG_REPORT_URL="http://www.raspbian.org/RaspbianBugs"


Eclipse IDE for C/C++ Developers

Version: Mars.1 Release (4.5.1)
Build id: 20150924-1200


<?xml version="1.0"?>
<Toolchain xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
  <ToolchainName>Raspberry PI</ToolchainName>
  <ToolchainType>Linux</ToolchainType>
  <PathDetectionKeyStrip>0</PathDetectionKeyStrip>
  <GNUTargetID>arm-linux-gnueabihf</GNUTargetID>
  <ToolchainID>com.visualgdb.raspberry_pi</ToolchainID>
  <BinaryDirectory>bin</BinaryDirectory>
  <Prefix>arm-linux-gnueabihf-</Prefix>
  <Make>make.exe</Make>
  <BSPIndexUrlFormat>http://visualgdb.com/hwsupport/BSP/?autofetch=1&amp;target=arm-linux-gnueabihf&amp;filter={0}</BSPIndexUrlFormat>
  <IsCygwinBased>false</IsCygwinBased>
  <GCCVersion>4.9.2</GCCVersion>
  <GDBVersion>7.10</GDBVersion>
  <Revision>1</Revision>
  <RelativeSysrootPath>arm-linux-gnueabihfsysroot</RelativeSysrootPath>
</Toolchain>


※2016/03 実施

Lazarus と FreePascalのインストール(Raspberry Pi)

雨降りセンサーや郵便投函センサーのサーバーとして現在PCはEZGO(手のひらサイズPC)とIP Powerを組み合わせているのですが、
これをRaspberry Pi 3に置き換えてみようと挑戦中です。

この記事は、開発言語としてWindowsとRaspbianの両方で使えるFree Pascal(FPC)を試す事にしてLazarusのインストールを試みた時の備忘録です。
古いバージョンなら比較的簡単にインストールできましたが、出来るだけ新しいバージョンを狙うとなかなか苦労します。

前提


■OS
Raspberry Pi 3のOSはRaspbianで、

RASPBIAN JESSIE WITH PIXEL
Image with PIXEL desktop based on Debian Jessie
Version:April 2017
Release date:2017-04-10
Kernel version:4.4

ここからダウンロードしました。

■開発言語とライブラリー
Free Pascal and Lazarus と indy10を使用する。



LazaFree Pascal and Lazarusのインストール


こちらについては、下記のサイトで非常にわかりやすく書かれています。(感謝)

Tweaking4All.com - How to install Lazarus Pascal on Raspberry Pi 2 (Raspbian)

■ただし、記事は2015年に書かれたものなので、最新のFree Pascal(FPC)をコンパイルする為に必要なFPCのバージョンが古く、コンパイルできませんでした。
この為、Step4に書かれている fpc-2.6.4.arm-linux.tar を fpc-3.0.2.arm-linux-eabihf-raspberry.tar に置き換えて実施しました。

fpc-3.0.2.arm-linux-eabihf-raspberry.tarはこちらからダウンロードしました。

■もう一迷った箇所は、
Step4で、fpc-3.0.2をインストールする時に、問い合わせがあります。
ideとかドキュメントなどインストールするかなどです。
これは、全て「n」で応答しました。....この記事を記述時点ではこの選択の影響は不明です。

■重要なポイント
「Increase the swap file size (required)」で書かれている、スワップファイルの拡張はRaspberry Pi 3でも必須です。
これをしないと、地獄を見ます。私のように。
※ 設定値は記事の通り、 CONF_SWAPSIZE=500 で成功しました。


参考にした記事が非常によく書かれていて、これ以上メモって置くことはありません。改めて感謝感謝です。


Indy10 Could not load SSL library 対応(Raspberry Pi)

Raspberry Pi Lazarusでindy10を使用して、SMTPでgmail送信をしようとした所、「Could not Load SSL Library」のエラーとなりました。
Indy10 Could not load SSL library 対応(Raspberry Pi)

indyのバージョンは indy-10.2.0.3 です。

原因は、OpenSSLのライブラリーバージョンが「システム > Indy10」とバージョンサポート範囲外でした。
システム側の利用出来るバージョンは 1.0.0 で Inyd10が対応しているバージョンは 0.9.9~0.9.6 でした。

■対策
Indy10側で対象バージョンを無理やり、 1.0.0 もLoadLibray()の対象としました。
バージョン違いによる弊害は「幸運を期待する」です。

※なお、この対策をしても、Lazarusのデバッグモードでは「例外クラス'Extemal:SIGILL'」が発生します。実行ファイルを直接実行させると例外は発生しませんでした。よって、この件は将来の叡智に任せる事にしました。(使えればいいじゃん!)



環境


ハード:Raspberry Pi 3 Model B V1.2
pi@rp3a:~ $ uname -a
Linux rp3a 4.9.24-v7+ #993 SMP Wed Apr 26 18:01:23 BST 2017 armv7l GNU/Linux
pi@rp3a:~ $ 

pi@rp3a:~ $ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Raspbian
Description: Raspbian GNU/Linux 8.0 (jessie)
Release: 8.0
Codename: jessie
pi@rp3a:~ $ 

pi@rp3a:~ $ openssl version
OpenSSL 1.0.1t  3 May 2016
pi@rp3a:~ $ 

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

Indy10 : indy-10.2.0.3.tar.gz



テストプログラム



メイン
unit u_app;

{$mode objfpc}{$H+}

interface

uses
  Classes, SysUtils, IdSMTP, IdSSLOpenSSL, FileUtil, Forms, Controls, Graphics,
  Dialogs, StdCtrls,
  IdMessage;

type

  { TForm1 }

  TForm1 = class(TForm)
    Button1: TButton;
    IdSMTP1: TIdSMTP;
    IdSSLIOHandlerSocketOpenSSL1: TIdSSLIOHandlerSocketOpenSSL;
    Memo1: TMemo;
    procedure Button1Click(Sender: TObject);
  private

  public

  end;

var
  Form1: TForm1;

implementation

{$R *.lfm}

{ TForm1 }

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  idmessage: tidmessage;
begin
  memo1.Lines.add('send start.');

  idmessage := tidmessage.Create(nil);
  idmessage.attachmentencoding := 'MIME';
  idmessage.charset := 'UTF-8';
  idmessage.ContentTransferEncoding := 'BASE64';
  idmessage.contenttype := 'text/plain; charset=UTF-8';  //←ここがポイント

  idmessage.from.address := 'ffffff@gmail.com';
  idmessage.recipients.emailaddresses := 'rrrrrr@gmail.com';

  idmessage.subject := 'test ' + formatdatetime('yyyy/mm/dd hh:mm:ss', now);
  idmessage.body.Text := 'test body.' + #$0d#$0a + '日本語' + #$0d#$0a +
    formatdatetime('yyyy/mm/dd hh:mm:ss', now);

  idsmtp1.connect();
  try
    idsmtp1.send(idmessage);
  finally
    idsmtp1.disconnect;
    idmessage.Free;
  end;

  memo1.Lines.add('send end.');
end;

end.


TIdSMTPとTIdSSLIOHandlerSocketOpenSSL
  object IdSMTP1: TIdSMTP
    IOHandler = IdSSLIOHandlerSocketOpenSSL1
    Host = 'smtp.gmail.com'
    Password = 'xxxxx'
    Port = 465
    SASLMechanisms = <>
    UseTLS = utUseImplicitTLS
    Username = 'xxxxxx@gmail.com'
    Left = 96
    Top = 40
  end

  object IdSSLIOHandlerSocketOpenSSL1: TIdSSLIOHandlerSocketOpenSSL
    Destination = 'smtp.gmail.com:465'
    Host = 'smtp.gmail.com'
    MaxLineAction = maException
    Port = 465
    DefaultPort = 0
    SSLOptions.Method = sslvSSLv23
    SSLOptions.Mode = sslmUnassigned
    SSLOptions.VerifyMode = []
    SSLOptions.VerifyDepth = 0
    Left = 120
    Top = 104
  end




経過


エラー発生時の経過を辿って行くと、下記の青枠の LoadLibrary() で複数のバージョンのロードを試みていますが、全て失敗しています。
Indy10 Could not load SSL library 対応(Raspberry Pi)

上記の赤枠の ALibVersions[] をみてみると、

Indy10 Could not load SSL library 対応(Raspberry Pi)

0.9.9~0.9.6 となっていました。
※先頭の「.」があるのとないのがありますが、これでよいのか不明です。

ldconfig -v で調べてみると

pi@rp3a:~ $ ldconfig -v

/usr/lib/arm-linux-gnueabihf:

   libssl.so.1.0.0 -> libssl.so.1.0.0

   libcrypto.so.1.0.0 -> libcrypto.so.1.0.0



.1.0.0 となっているので、

下記のように、 .1.0.0 を追加しました。

Indy10 Could not load SSL library 対応(Raspberry Pi)


これで、 gmai 送信できましたが、冒頭の記述のようにLazarusのデバッグモードでは「例外クラス'Extemal:SIGILL'」が発生します。
実行ファイルを直接実行させると例外は発生しませんでした。



例外クラス'Extemal:SIGILL'を追う


これを追っていくと、

こんな箇所に遭遇しました。
Indy10 Could not load SSL library 対応(Raspberry Pi)

{}のネスト不良がありました。
修正方法がわからないので、(* *)でコメント化し、万一この関数を呼ばれた時の為に、 raise を入れて置きました。
ただし、これを行っても結果はなんら変わりませんでした。

Indy10 Could not load SSL library 対応(Raspberry Pi)

※しかし、このような状態でコンパイルが通ったのかは判りません。これも「将来の叡智に任せる」ですね。



感想


色々探っているなかで、if xxx then begin xxx; exit; end; で exit; を通過しているにもかかわらず、exitしないで次の文に制御が移ります。
「コンパイラオプション」で「最適化なし」にすると、この現象は無くなりました。

色々、難問が残っていますがとりあえずこのまま使ってみます。



Lazarus ソースエディタで入力ダブリ(Raspberry Pi)

Raspberry Pi 3上のLazarusにおいて、ソースエディタで半角英文字を入力すると、
1文字入力で2文字表示される。
ただし、この現象は「オブジェクトインスペクター」や「Leafpad」では発生しない。

暫定対策は 「Raspberry Pi設定」のローカライゼーションを「en(Englich)」にして、この現象を逃げる。

ダブリが発生する時


Lazarus ソースエディタで入力ダブリ(Raspberry Pi)



正常に入力できる時


Lazarus ソースエディタで入力ダブリ(Raspberry Pi)
※Lazarusの「IDEオプション」→「環境」→「一般」→「言語」は「日本語[ja]」に設定しても正しく動作する。



環境


ハード:Raspberry Pi 3 Model B V1.2
pi@rp3a:~ $ uname -a
Linux rp3a 4.9.24-v7+ #993 SMP Wed Apr 26 18:01:23 BST 2017 armv7l GNU/Linux
pi@rp3a:~ $ 

pi@rp3a:~ $ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Raspbian
Description: Raspbian GNU/Linux 8.0 (jessie)
Release: 8.0
Codename: jessie
pi@rp3a:~ $ 

pi@rp3a:~ $ openssl version
OpenSSL 1.0.1t  3 May 2016
pi@rp3a:~ $ 

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy-10.2.0.3 をインストールした時のメモです。

■不具合との遭遇
(1)indy10をLazarusに組み込む為に、コンパイルをするとエラーとなります。
(2)indyとは無関係に、ソースエディタで半角文字を一文字入力すと二文字表示されます。(電動タイプライター風にいうとダブリます)
(3)indy10が対応しているSSLのバージョが古い為にSMTP利用時にSSLが使用できない不具合があります。(ライブラリーロードエラー)

(1)の対策は本記事で対策しています。
(2)の対策は、Lazarusのソースを修正する必要があると思われますが、困難なので暫定的に環境で対応しました。(別記事)
(3)の対策は、幸運を期待した対策をしました。(別記事予定)


要点版


indy10のダウンロードはコチラから
indy-10.2.0.3.tar.gz をダウンロードする。

■解凍後フォルダ名変更
「fpc」フォルダ → 「indy_fpc」
「lazarus」フォルダ → 「indy_lazarus」

■フォルダをコピー(windows上で作業の場合)
「indy_fpc」 → 「/usr/local/fpc/source/packages」に
「indy_lazarus」 → 「/usr/local/share/lazarus/components」に

■パーミッション変更
0777に変更する。
「/usr/local/share/lazarus」
「/usr/local/fpc」

■パッケージ lpk ファイル指定
メニュー「パッケージ」 → 「パッケージファイルを開く」
/usr/local/share/lazarus/components/indy_lazarus/indylaz.lpk

■パッケージOptions指定
「コンパイラオプション→パス」 → 「Other unit files(-Fu)」欄の横の「...」をクリックする。
「/usr/local/fpc/source/packages/indy_fpc」を指定

■パッケージコンパイル
「パッケージダイアログ」の「コンパイル」クリック

■バグ修正
idMessageの831行目の if Encoding = meMIME then でErrorとなるので、
これを if self.Encoding = meMIME then と修正する。

■再度コンパイル

■パッケージのインストール
「パッケージ」ダイアログの「Use」→「インストール」をクリックしてインストール。



画像付版


環境


ハード:Raspberry Pi 3 Model B V1.2
pi@rp3a:~ $ uname -a
Linux rp3a 4.9.24-v7+ #993 SMP Wed Apr 26 18:01:23 BST 2017 armv7l GNU/Linux
pi@rp3a:~ $ 

pi@rp3a:~ $ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Raspbian
Description: Raspbian GNU/Linux 8.0 (jessie)
Release: 8.0
Codename: jessie
pi@rp3a:~ $ 

pi@rp3a:~ $ openssl version
OpenSSL 1.0.1t  3 May 2016
pi@rp3a:~ $ 

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)



準備


■indy10 ダウンロード

indy10のダウンロードはコチラから
Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)
indy-10.2.0.3.tar.gz をダウンロードする。

■indy10 解凍

windows上で解凍しました。
7-Zipでindy-10.2.0.3.tar.gzを解凍後、解凍されたindy-10.2.0.3.tarを更に解凍。

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)
解凍されたファイル

■フォルダ名変更(任意)

解凍されたファイルの2つのフォルダの名前を下記のように変更する。
(indyである事と用途が分かるように)(他とダブらなければ任意の名前でよい)

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

■解凍したファルダをRaspberry Piに転送
windows上で作業しているので、解凍した内2つのフォルダをlazarusに転送する。
転送はWinSCPでしました。ログインはrootで。

(1)indy_lazarusファルダ

下記のようにcomponentsフォルダに転送する。
Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)
転送結果

componentsのフォルダの位置は環境により変わるので注意。
components中の他のフォルダに「.lpk」が存在する事で確認しました。

(2)indy_fpcフォルダ

下記のようにpackagesフォルダに転送する。
Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)
転送結果



作業性向上の為に


Lazarusのインストール等はrootで行いましたが、indyインストールの作業やアプリの作成はpiでするので、
色々面倒な事を避ける為 lazarus と fcp のフォルダのパーミッションは何でも可にして置きました。

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

下記のエラーは「スキップ」で対応。
Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

/usr/local/fpcも同様に処置します。



パッケージのインストール



■Lazarusを起動し、 メニュー→パッケージ→パッケージファイルを開く をクリック。

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

■indylaz.lpkを開く

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

パッケージダイアログが開いたところ
Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

■Option指定

上記画面の「Options」をクリックする。

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

「コンパイラオプション」ダイアログで「コンパイラオプション→パス」を選択し、
「Other unit files(-Fu)」欄の横の「...」をクリックする。

表示された「パスエディタ」ダイアログの「検索パス」グループの検索用フォルダマークボタンをクリックして、
先程、コピーした「indy_fpc」を指定する。
その後、「追加」ボタンをクリックして、一覧に追加する。
Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)
追加後の画面

「OK」をクリックして戻る。

■パッケージをコンパイル

「コンパイル」ボタンをクリックしてコンパイルする。

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

■バグ修正

idMessageの831行目の if Encoding = meMIME then でErrorとなるので、
これを if self.Encoding = meMIME then と修正する。

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

赤枠が修正対象行。 水色枠は原因行でwithによる限定子省略の戻し忘れが原因と思われる。

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)
修正後

■再度コンパイル

「コンパイル」ボタンをクリックしてコンパイルする。

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

コンパイル成功

■パッケージのインストール

「パッケージ」ダイアログの「Use」→「インストール」をクリックしてインストール。

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

Lazarus再構築の許可を与える。
「はい」ボタンをクリックする。

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

パッケージのインストールが完了し、Lazarusが再起動される。

Raspberry Pi 3(Raspbian)に indy10 をインストール(Raspberry Pi)

indy登録完了。


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