CC/7x00デバイスドライバ：インストール

インストール (主にデバイスドライバ)

配付パッケージには以下のファイルが含まれています。現在の配布元はこちらです。

      Makefile     ... デバイスドライバ作成/組み込み、および
                       サンプルシステム作成用 make ファイル
      doc/         ... 文書ファイル群のディレクトリ

  デバイスドライバ関連
      dc.c         ... デバイスドライバ本体
      dc.h         ... 関連ソースのヘッダファイル
      dc_aux.h     ... ハードの違いを吸収するマクロ群、および
                       割り込み処理支援インライン関数群の定義ヘッダ
      dc_int.c     ... 割り込み処理ルーチン
                       (dc_test.c へのシンボリックリンク)
      dc_test.c    ... 割り込み処理ルーチンのサンプル
      dc_noint.c   ... 割り込みを使わない時のダミー
      test_led.c   ... LED を光らせるテストプログラム
      cnaf.c       ... シングルアクション実行プログラム
      tclcam.c     ... Tcl/Tk ローダブルモジュールのソース

  データ収集システムのサンプル
      crashm.h     ... 共通ヘッダファイル
      commander.c  ... コマンド解釈メインプログラム
      recorder.c   ... データ記録プロセス
      analyzer.c   ... オンライン解析プロセス
      event1.f     ... analyzer から呼ばれる 1 イベント解析ルーチン
      player.c     ... データ読み出しプロセス
      rei          ... Tcl/Tk による GUI 制御スクリプト

インストールは以下の手順で行ないます。

先ず、Makefile 先頭部分の

       HARDWARE = CC7700ISA
         DEVICE = dc
          MAJOR = 61
          DELIM = 0x8001
         IOPORT = 0x310
            IRQ = 5

という辺りを適当に編集してください。

メジャー番号 MAJOR というのはデバイスの識別に用いられる番号で、デバイスファイルに一意に割り当てられます。通常どんな番号が使われているかは、例えば以下のコマンドを実行して見てください。

      % ls -l /dev/mem

      crw-r-----   1 root     kmem       1,   1 Jul 18  1994 /dev/mem

mem というデバイスファイルには 1 番というメジャー番号が割り当てられている事がわかります。 Linux カーネルの標準的なデバイスが使用するメジャー番号は、カーネルソースツリーの Documentation/devices.txt にリストされています。その中で 60-63 はローカルおよび実験的な用途に予約されていると書いてありますから、この 4 つのどれかを使うのが適当でしょう。

次に、 ISA カードを使う場合には、こちらを参考にしてハードウェアを設定し、それと上記の IOPORT と IRQ が一致している事をよく確認してください。現在 (および将来の予定においても)、 Linux の多くのデバイスドライバが行なうような自動検出の機能はサポートしていません。 PCI カードの場合にはリソースが自動設定されるので、上記のIOPORT と IRQ は無視されます。

DELIM (デリミタ) はイベントの区切り子に使いますが、データ収集システム全体の整合性のために Makefile の中で指定しています。

以上が済んだら、root になって

      % make devices

を実行すると、(デフォルトの設定では) /dev/dc および /dev/dc1というデバイスファイルが作成されます。恒久的な設定はこれで終りです。

以下は測定毎の手順です。先ず読み込みたいデータを記述した割り込みルーチンを "dc_int.c" として用意します (詳しくは割り込みルーチンの記述を参照してください)。次に

      % make [all]

によってデバイスドライバをコンパイルします。生成されるオブジェクトファイル "dc.o" がローダブルモジュールです。 dc.o をカーネルに組み込むには

      % make install

を実行します。古いバージョンが組み込まれている場合には入れ換えを行ないます。

make install (および uninstall) は本来 root になって行なうべきものですが、

      % chmod +s /sbin/insmod

によってコマンドを setuid しておくと、平ユーザーでもデバイスの組み込み/切り離しができるようになります。しかし、これはセキュリティ上お薦めでないので、 sudo が使える環境ならば /etc/sudoers を設定しておいて

      % sudo make install

とする方が良いでしょう。

正常にドライバが組み込まれれば、

    dc: CC7700ISA CAMAC crate controller.
    dc: IRQ = 5,  I/O BASE = 0x310
    dc: buffer size is 131072 bytes
    dc: driver installed.

といったメッセージが出力されるはずです。これは

      % dmesg

というコマンドで表示される出力の末尾部分です (時刻を付加した同様の情報が、 syslogd というデーモンによって /var/log/messages あるいは /var/log/syslog といったログファイルに書き込まれています。ただし、ログファイルはセキュリティ上の理由によって、通常は root しか見る事ができないようになっています)。

デバイスがうまく組み込まれなかった場合には、失敗となった原因のヒント (およびダンプ情報) がログファイルに書き込まれますから、参照してください。最も有り勝ちなのは、デバイスファイルのメジャー番号、および IRQ や I/O ポートと言ったリソースの衝突です。

ドライバが組み込まれたら、簡単なテストをしてみましょう。プログラム "test_led.c" は Dataway Indicator (LED) を点滅表示させるものです。これをコンパイルし、

      % make test_led
      % test_led 4

のように、LED のステーションナンバーを引数に与えて起動してみてください。

以上で CAMAC 制御の準備は完了です。 dc.o をカーネルから切り離すには

      % make uninstall

を実行してください。 dmesg コマンドの出力の末尾には

      dc: driver removed.

の一行が加えられるはずです。

参考のために、ローダブルモジュールおよびデバイスドライバに関連するコマンドの基本的なものを以下にリストします。

% /sbin/lsmod: 現在組み込まれているローダブルモジュール一覧を表示します。
% /sbin/insmod module: moduleをカーネルに組み込みます。
% /sbin/rmmod module: moduleをカーネルから切り離します。
% mknod /dev/name c major minor: name という名の char 型デバイスをメジャー番号majorおよびマイナー番号minorに関連付けて定義します。
% cat /proc/devices: デバイスドライバ一覧を表示します。
% cat /proc/modules: ローダブルモジュール一覧を表示します。実は /sbin/lsmod と同じです。
% cat /proc/ioports: 各デバイスドライバの使用する I/O ポート一覧を表示します。
% cat /proc/interrupts: 各デバイスドライバの使用する IRQ と割り込み発生回数一覧を表示します。

この他に、 modprobe、depmod という高度なコマンドが有り、モジュールの組み込み・切り離しをカーネルが自動的に行うのを支援しています。 RedHat 系ディストリビューションを使用しており、割り込みルーチンを書き換える予定が無ければ、

      % make sys.install

を実行して、ドライバをシステムに組み込んでしまうと良いかも知れません。デバイスファイルをアクセスすると、ドライバが組み込まれていなくてもカーネルが自動的に組み込んでくれるようになります。

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カードの装着とリソース設定について

CC/7000 および CC/7700-ISA のカードを使用する場合、適当な IRQ と I/O ベースアドレスをディップスイッチで設定してからスロットに刺します。この時、他のデバイスが使用する IRQ や I/O ポートと競合しないように注意してください。とは言っても、 PCI カード等の Plug & Play デバイスにはリソースが自動的に割り当てられてしまうので、CC/7x00 が使うリソースをあらかじめ BIOS に予約しておかなければなりません。 Award 等のマニアな BIOS を搭載したマザーボードならば、 BIOS 設定にそのようなメニューが有りますし、他社の BIOS にも該当するユーティリティが有ると思います (昔は Intel 供給の ICU というのが有りました) ので、これらを適当に使ってください。最近は少ないですが、Plug & Play な ISA カードと競合しないようにするには…、私は良く知らないので適当に調べてください。

CC/7700-PCI の方は何も考えずに刺すだけでオッケーです。本デバイスドライバでは IRQ の共有もサポートしているので、何を割り当てられても大丈夫なはずです。が、私としては充分テストしたとも言い切れないので、非常に心配性な方は以下の説明を参考にして、 IRQ を共有させないようなセットアップを模索してみてください (リソースが余っているはずなのに何故か共有されてしまう事に疑問を感じている人にも読む価値が有るかも知れません)。 PCI デバイス (カードばかりでなくマザーボード上のものも含む) に実際に割り当てられたリソースは、 Linux が起動した後に

      % cat /proc/pci

によって調べる事ができます。 BIOS によっては起動時に(一瞬だけ)表示してくれたりもします。

＃それにしても、なみいる有名企業をさしおいて東陽テクニカの PCI_VENDOR_ID が 1 になっているのは…？

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PCI のスロットと割り込み信号線に関して

PCI バスには割り込み信号線が 4 本しか有りません。 ISA バスでも 11 本有るのに…、です。

PCI を含む新し目のバス規格では、電流を流し続けて電力を無駄に消費するターミネータを排除する傾向に有り、最初から多数のスロットを並べる事が想定されていないのです。 PCI では更にデータとアドレスの信号線を共有する等、かなり徹底して無駄を省いています (どうせ速度を要求される転送はバスマスタだから、アドレシングが頻繁に行われる事は無いとの考察によります)。スロットを沢山並べたい時は PCI ブリッヂ回路を介する事になっており、極端に多くのカードが割り込み信号線をワイヤード OR で共有する事は有りません。マザーボードによっては PCI ブリッヂを使って多数のスロットを確保しているものもあります。

しかし、現在主流の多くのマザーボードは、ブリッヂ回路を持たずに PCI スロットを 4-5 本持っており、更に AGP バスも有る訳ですから、 いずれかの組は IRQ を共有するようにハード的に決め打ちされています。経験的には AGP スロットと隣の PCI スロット、または、AGP と反対側の 2 本の PCI スロットが、 IRQ を共有するペアになっている事が多いようです (当然と言えば当然ですが)。これらのスロットを避け、 BIOS 設定で余分なデバイスを disable しておけば、大抵は IRQ の共有を避ける事が出来ると思います。

しかし、ど～してもうまく設定できないという場合…、 AGP スロットの隣に刺す等して意識的にビデオカードと IRQ を共有させるという手もあります。実は Linux の (と言うか多くの PC-UNIX の) X window system の実装は、デバイスドライバでなく特権を持ったユーザープログラムですから、割り込みを使い(え)ません。

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