続 jemalloc について調べたのでまとめた（ビルドと組み込み方法）

※この記事は３回シリーズのうちの一つ

jemalloc について調べたのでまとめた - zonomasaの日記

続 jemalloc について調べたのでまとめた（ビルドと組み込み方法） - zonomasaの日記

jemalloc の解析機能 - zonomasaの日記

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jemalloc の使い方

前回に引き続きjemallocについて調べたのでまとめる。今回は主に使用方法についてである。

前回記事： jemalloc について調べたのでまとめた - zonomasaの日記

jemalloc のインストール

３つのインストール方法を挙げるが、このあと詳細に説明するのは2. の方法である。 （1. も大きくは変わりません。最初にautoconf するかどうかの違い程度）

1. canonware.com のStable バージョンを取得しビルドする
2. Github から開発版を取得しビルドする
3. （Ruby アプリ限定）Github treasure-data/jemalloc-rb を利用する

Github から開発版を取得しビルドする

Github から取得し./configure && make && make install するだけである。ただし./configure の際にオプションを指定することで、jemallocの振る舞いを変えることができる。（後述）

Install jemalloc on Mac OSX

Linux の場合、最後の一行は$ sudo make install とするべきである。

これにより、Linux であれば/usr/local/lib/libjemalloc.so もしくは/usr/local/lib/libjemalloc.a がインストールされる。もちろん、make install 自体は必須ではない。後ほど説明する組み込み方法を見てもらえばわかるが、jemalloc を最もライトに使う方法はLD_PRELOAD を使うものであり、その範囲に限ればライブラリの置き場がどこでも良い。

./configure のオプション

./configure の際にはいくつかのオプションを取ることができる。これによりヒーププロファイリングなどの機能のON/OFF を行う。

ソースパッケージのINSTALL に記載されているオプションのうち、有用なものを列挙する。

jemalloc の有用なビルドオプション

これらのオプションに関わる機能を使用する方法は次回以降に具体的に紹介する。

jemalloc をアプリケーションに組み込む

さて、ここまででjemallocのライブラリわけだが、アプリケーションに組み込まなくてはいけない。ドラクエ風に言えば、make しただけでは意味がない。linkしないとな 。

前回も述べたとおり、jemalloc はmalloc() free() などの標準関数の置き換えと、jemalloc 独自の関数群を併せ持っており、それらの使い方によって組み込み方法も変わってくる。

ここでは3つの方法を挙げる。

1. LD_PRELOAD 環境変数を用いる。動作時に標準関数malloc(), free(), realloc() などの関数をjemalloc に置き換える。
2. ビルド時にリンクする。アプリケーションのリンクの段階でjemalloc をリンクする。標準関数も置き換えられ、さらにjemalloc 独自の関数群も使用できる。
3. --with-jemalloc-prefix= でビルドし、標準関数とはことなる関数名にする。箇所によってjemalloc を使うかglibc を使うかを決めることができる。

1. は最も簡単な使い方となる。LD_PRELOAD で指定したライブラリは、動作時に最も優先してシンボルが探される。つまりglibc のmalloc() の前に jemalloc のmalloc() が呼ばれる。

この方式の最も優れている点は、アプリケーションの再ビルドが不要であることだ。malloc() を使っているプログラムなら何でもいい。LD_PRELOAD で指定するだけで、jemalloc の恩恵に預かれる。

この恩恵が受けられるのはCプログラマに限った話ではない。Firefox などのリリースされたアプリケーションや、Rubyアプリケーション などの非C言語、フレームワークに対しても適用できる。

2. の方法をとることで、jemalloc が用意する独自の関数群が利用できる。特に、jemalloc に対して様々な状態取得、動作モード指示が可能なmallctl() が使えるようになることが大変大きなメリットとなる。

ただしこの組み込み方法をとった場合、移植性を損なわないための工夫が必要である。具体的には非jemalloc 環境に備えて、jemalloc 独自関数を#ifde で囲うなどするとよい。

1. 2. の方法には当然デメリットもある。これらの方法でjemalloc が適用されるのはプロセス全域である。プロファイル、リークチェック目的の場合、プロセスの規模が大きいと範囲が広くなりすぎてしまい、狙った部分の解析が思うようにできないかもしれない。

それに対して 3. の手法を用いることで、きめ細やかな適用が可能となる。

jemalloc に含まれるmalloc() がhoge_malloc() (hoge 部分は自由に指定可能）としてライブラリ化される。これにより、実装者が意図的にjemalloc とglibc を切り替えることが可能となる。具体的には、自分の実装した部分だけ、jemalloc をリンクする、もしくは特定のモジュールのメモリ使用についてのみプロファイルを行う、などが可能となる。

以下では、それぞれの組み込み方法を具体的に簡単なコード例で紹介する。

LD_PRELOAD 環境変数を用いた組み込み

leak_memory.c というソースコードを作成し、leak_memory というアプリケーションをビルドする。

なおここで使うjemalloc は次のようにビルドした。

$ ./configure --enable-prof --enable-debug
$ make

leak_memory 実行時にLD_PRELOAD 環境変数でjemalloc をロードする。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

void
leak_memory(void){
    char *ptr1, *ptr2;

    ptr1 = (char *)malloc(32);
    ptr2 = (char *)malloc(1024);

    (void)ptr1; // For warnings
    (void)ptr2; // For warnings

    return;
}

int
main(void)
{
    printf("#### Leak Memory test ####\n");
    leak_memory();
    return 0;
}

ビルドは普通に行う。jemalloc という文字はここまでどこにも現れていない。

$ g++ -g -Wall -Wextra  -c leak_memory.c
$ g++ -o leak_memory   leak_memory.o

次に実行する。ここでjemalloc が初めて出現する。

$ MALLOC_CONF="prof_leak:true,lg_prof_sample:1" LD_PRELOAD=./lib/libjemalloc.so ./leak_memory

結果、jemalloc によりメモリリークが検出されている。

#### Leak Memory test ####
<jemalloc>: Leak summary: 1056 bytes, 2 objects, 2 contexts
<jemalloc>: Run pprof on "jeprof.7693.0.f.heap" for leak detail

直接リンクによる組み込み

ソースコードは先ほど同様だが、main の終わりでjemalloc 独自のmalloc_stats_print()関数を読んでみる。ただし移植性を保持するためマクロ(USE_JEMALLOC)で保護する。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#ifdef USE_JEMALLOC
#include <jemalloc/jemalloc.h>
#endif /* USE_JEMALLOC */


void
leak_memory(void){
    char *ptr1, *ptr2;

    ptr1 = (char *)malloc(32);
    ptr2 = (char *)malloc(1024);

    (void)ptr1; // For warnings
    (void)ptr2; // For warnings

    return;
}

int
main(void)
{
    printf("#### Leak Memory test ####\n");
    leak_memory();


#ifdef USE_JEMALLOC
    malloc_stats_print(NULL, NULL, NULL);
#endif /* USE_JEMALLOC */

    return 0;
}

今回はMakefile も書いてみる。具体的には引数にJEMALLOC=yes が付与された時のみjemalloc をリンクするようにしている。

CC      = g++
LINK    = g++

ifeq ($(JEMALLOC),yes)
  CFLAGS  = -g -Wall -Wextra -I./include -DUSE_JEMALLOC
  LDLIBS  = -Wl,-rpath,./lib -L./lib -ljemalloc
  malloc_conf = "prof_leak:true,lg_prof_sample:1"
else
  CFLAGS  = -g -Wall -Wextra
  LDLIBS  =
endif

objs = leak_memory.o
exe  = leak_memory


all:$(exe) $(exe_j) run

$(exe):$(objs)
    $(LINK) -o $@ $< $(LDLIBS)

run:
    @echo "Run leak_memory by jemalloc"
    MALLOC_CONF=$(malloc_conf)  ./$(exe)

.c.o:
    $(CC) $(CFLAGS) $(CDFLAGS) -c $<

実行はjemalloc を使うパターンと使わないパターンを行う。

まずはjemalloc を使わないパターン。

$ make
g++ -g -Wall -Wextra  -c leak_memory.c
g++ -o leak_memory leak_memory.o 
Run leak_memory by jemalloc
MALLOC_CONF=  ./leak_memory
#### Leak Memory test ####

jemalloc 特有のリークチェックや今回追加したmalloc_stats_print() の出力は見られない。

次にjemalloc を使う場合。

$ make JEMALLOC=yes                         (git)-[master] - --05/31/14 20:39--
g++ -g -Wall -Wextra -I./include -DUSE_JEMALLOC  -c leak_memory.c
g++ -o leak_memory leak_memory.o -Wl,-rpath,./lib -L./lib -ljemalloc
Run leak_memory by jemalloc
MALLOC_CONF="prof_leak:true,lg_prof_sample:1"  ./leak_memory
#### Leak Memory test ####
___ Begin jemalloc statistics ___
Version: 3.6.0-29-gb4d62cd61b46130b7947c3a427a2b007e7fa0eb8
Assertions enabled
Run-time option settings:
  opt.abort: true
  opt.lg_chunk: 22
  opt.dss: "secondary"
  opt.narenas: 8
  opt.lg_dirty_mult: 3
  opt.stats_print: false
  opt.junk: true
  opt.quarantine: 0
  opt.redzone: false
  opt.zero: false
  opt.tcache: true
  opt.lg_tcache_max: 15
  opt.prof: true
  opt.prof_prefix: "jeprof"
  opt.prof_active: true
  opt.lg_prof_sample: 1
  opt.prof_accum: false
  opt.lg_prof_interval: -1
  opt.prof_gdump: false
  opt.prof_final: true
  opt.prof_leak: true
CPUs: 2
Arenas: 8
Pointer size: 8
Quantum size: 16
Page size: 4096
Min active:dirty page ratio per arena: 8:1
Maximum thread-cached size class: 32768
Average profile sample interval: 2 (2^1)
Average profile dump interval: N/A
Chunk size: 4194304 (2^22)
Allocated: 258720, active: 262144, mapped: 8388608
Current active ceiling: 4194304
chunks: nchunks   highchunks    curchunks
              2            2            2

arenas[0]:
assigned threads: 1
dss allocation precedence: secondary
dirty pages: 64:0 active:dirty, 0 sweeps, 0 madvises, 0 purged
            allocated      nmalloc      ndalloc    nrequests
small:         217760          334            0            0
large:          40960            3            0            3
huge:               0            0            0            0
total:         258720          337            0            3
active:        262144
mapped:       4194304
bins:     bin  size regs pgs    allocated      nmalloc      ndalloc    nrequests       nfills     nflushes      newruns       reruns      curruns
[0..4]
            5    80   50   1         4000           50            0            0            1            0            1            0            1
            6    96   84   2         8064           84            0            0            1            0            1            0            1
            7   112   72   2         8064           72            0            0            1            0            1            0            1
[8..19]
           20  1024   63  16        64512           63            0            0            1            0            1            0            1
[21..23]
           24  2048   65  33       133120           65            0            0            1            0            1            0            1
[25..27]
large:   size pages      nmalloc      ndalloc    nrequests      curruns
         4096     1            2            0            2            2
[6]
        32768     8            1            0            1            1
[1008]
--- End jemalloc statistics ---
<jemalloc>: Leak summary: 1056 bytes, 2 objects, 2 contexts
<jemalloc>: Run pprof on "jeprof.8836.0.f.heap" for leak detail

jemalloc のリークチェックと、malloc_stats_print() の出力（長い。。）が得られた。

--with-jemalloc-prefix= を使った組み込み

事前にjemalloc を--with-jemalloc-prefix= 付きでビルドする。

$ ./configure --with-jemalloc-prefix=hoge_ --enable-prof
$ make

これでhoge_malloc() というシンボル名になったjemalloc ができる。

これを次のようなコードに適用する。ayac_malloc() はメモリリーク等を調べたい箇所、other_malloc() はまあ大丈夫だろう。という箇所。 （今回はother_malloc()もわざとリークされている）

USE_JEMALLOC の時はayac_malloc() だけjemalloc 内のhoge_malloc() に置き換えている。これにより、調査範囲が狭まるはずだ。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#ifdef USE_JEMALLOC
  #include <jemalloc/jemalloc.h>
  #define ayac_malloc(sz) hoge_malloc(sz)
#else
  #define ayac_malloc(sz) malloc(sz)
#endif /* USE_JEMALLOC */

#define other_malloc(sz) malloc(sz)

void
leak_memory(void){
    char *ptr1, *ptr2;

    ptr1 = (char *)ayac_malloc(32);
    ptr2 = (char *)ayac_malloc(1024);

    (void)ptr1; // For warnings
    (void)ptr2; // For warnings

    return;
}

void
other_func(void){
    char *ptr;
    ptr = (char *)other_malloc(32);
    (void)ptr; // For warnings
    return ;
}

int
main(void)
{
    printf("#### Leak Memory test ####\n");
    leak_memory();
    other_func();
#ifdef USE_JEMALLOC
    hoge_malloc_stats_print(NULL, NULL, NULL);
#endif /* USE_JEMALLOC */
    return 0;
}

Makefile は先ほどと一緒だが1点だけ、24行目が異なる。

    HOGE_MALLOC_CONF=$(malloc_conf)  ./$(exe)

prefix はオプションを渡す環境変数にまで及んでいる点に注意。

これを実行する。

$ make JEMALLOC=yes

途中省略

### Leak Memory test ####
___ Begin jemalloc statistics ___
Version: 3.6.0-29-gb4d62cd61b46130b7947c3a427a2b007e7fa0eb8
Assertions enabled
Run-time option settings:
  opt.abort: true
  opt.lg_chunk: 22

途中省略

--- End jemalloc statistics ---
<jemalloc>: Leak summary: 1056 bytes, 2 objects, 2 contexts
<jemalloc>: Run pprof on "jeprof.27137.0.f.heap" for leak detail

見事にhoge_malloc() に置き換えた箇所のリークだけ検出されている。（1024byte + 32byte で1056byteが最後に指摘されている。 ）

もちろん先ほどと同様、makeのみでビルドした場合、jemalloc は一切の関与を行わない。

終わりに

jemalloc をビルドし、いくつかの方法でアプリケーションに組み込んだ。

組み込み方法には一長一短があり、目的と対象によって使い分けると良いだろう。

次回はjemalloc がもつ様々なオプションをより詳細に調査したい。

Linuxプログラミングインタフェース

省メモリプログラミング―メモリ制限のあるシステムのためのソフトウェアパターン集 (Software patterns series)

参考

Getting Started · jemalloc/jemalloc Wiki · GitHub

jemalloc について調べたのでまとめた

※この記事は３回シリーズのうちの一つ

jemalloc について調べたのでまとめた - zonomasaの日記

続 jemalloc について調べたのでまとめた（ビルドと組み込み方法） - zonomasaの日記

jemalloc の解析機能 - zonomasaの日記

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jemalloc とは

jemalloc は、標準ライブラリで定義されているmalloc, free 等のメモリアロケーション APIの実装である。

jemalloc : 公式ページ

jemalloc は2005年より、Jason Evans によって開発されており、SMPでのスケーラビリティのためにFreeBSD のlibcに取り込ま標準アロケータとなっている。

その他にも、Facebook の内部や、KVS のRedis、fluentd などにも取り込まれている。

具体的には、malloc(), calloc(), realloc(), posix_memaligne(), free() の実装を提供する。この他に、次に述べる特徴を持っている。

jemalloc の特徴

jemalloc の特徴は以下の３点である。

• マルチコア環境でのマルチスレッドプログラムのスケーラビリティを改善する
• メモリ領域で発生するフラグメンテーション（無駄な領域）を減らす
• メモリの使用にまつわる種々の問題を解決するための検査機構、ツールを提供する

マルチスレッドプログラムのスケーラビリティ

マルチスレッドプログラムでのスケーラビリティ改善について、jemallocでは以下のような施策を行っている。

• arena（１セットのメモリ領域）を複数保持する
• スレッドごとにThread Local Storage を用いてarenaとのヒモ付を行う
• arena、もしくはarenaの中のサイズクラスごとにLock を持つことでスレッド間の排他を削減する

この効果については、MySQLのベンチマークでGlibc mallocと、GoogleのTcmalloc、そしてjemalloc を比較した記事が参考になる。

MySQL performance: Impact of memory allocators (Part 2)

この記事では、おおよそ次のようなことが述べられている。

• glibc mallocとjemalloc、tcmallocをMySQLのベンチマークで比較
  • コアとスレッドを変化させてパフォーマンス計測
• （スレッドの増加はは64でほぼサチる）
• jemallocとtcmallocはコアの増加でトランザクション数/秒をきっちりスケール
• tcmalloc とjemallocはほとんど同じ性能
• glibc mallocは８コア以上でロック競合のため性能が劣化している
• 結論：MySQLを使うサーバのコアが８よりも大きい場合はglibc 以外のアロケータを試す価値がある

jemalloc の作者であるJason Evans はglibc mallocは 6-8cpu で性能が劣化する（※）と過去に言っているが、上記実験結果はその傾向が現れているとも読める。

※：

フラグメンテーションを削減する

jemalloc は、小さいサイズの割り当て要求のために、複数のsize class というものを用意している。割り当て要求は最も近いsize classにround up され、実際のメモリ領域が割り当てられる。この時、領域のフラグメンテーションを削減するために、roud up するサイズの最大値を要求サイズの25％以下になるようにしている。

具体的にはsize class は以下のようになっている。 8, 16, 32, ..(この間16づつ増加）... ,128, 160, 192, 224, 256, 320, ...

つまりサイズが増えるに従い、クラス間の増分を増やしている。例えば257byte の割り当て要求が来た場合、320byte にroud upされる。この時に無駄になる領域は63byte となり、これは257byte に対して約24.5 ％となり、前述の25%以下に収まっていることがわかる。

しかし、glibc malloc も同様にsize classを持っており、512byte までは8byte 刻みのclass が設定されているため、一概にjemalloc が有利とは言えない（むしろglibc malloc のほうが有利と解釈できる）

ただし、jemalloc は最小で8byte の割り当てができる点が大きい。glibc mallocは16byteである。

以下の記事はmruby でのメモリ使用量最適化について書かれており、Ruby のオブジェクトを管理する基本型VALUE が6byteであるため、glibc malloc では10byte の無駄が生じるが、jemlalloc ではこれが2byte となるため、全体的にメモリ使用量が減っていると考察している。

人間とウェブの未来 - mod_mrubyのメモリ問題をvalgrindで調査の上jemallocで改善

jemalloc の検査機構、ツール、便利関数

jemalloc では次のようなエラー検知が可能である。

• メモリリークの検出
• double free,アラインメント境界違反 の検出
• オーバーフロー（Valgrindと連携して検出）

その他にも様々な機能がある。

• malloc(), free() の際に０ではない無効な値(0xa5)で領域を埋める。
• 使用状況・内部状況をHuman readable な形式で出力（プロセス終了時、API呼び出し時）
• 内部パラメータ変更によるチューニング手段の提供（数十のパラメータ）

メモリリークについては、プロセス終了時にサマリを提供してくれる他に、GoogleのTcmalloc の成果であるpprof というツールに対応しており、より詳細な解析を可能としている。

pprofの出力 （引用元：Github）

終わりに

昨今、様々なミドルウェアで使用されるjemalloc について調べた。今後、実際の使い方などについても調べて公開していきたいと思う。

省メモリプログラミング―メモリ制限のあるシステムのためのソフトウェアパターン集 (Software patterns series)

参考リンク

• JEMALLOC
• Glibc malloc internal
• 人間とウェブの未来 - mod_mrubyのメモリ問題をvalgrindで調査の上jemallocで改善
• MySQL performance: Impact of memory allocators (Part 2)
• http://people.freebsd.org/~jasone/jemalloc/bsdcan2006/BSDcan2006_slides.pdf

Android 開発ではデフォルトのiconを活用しよう

photo by ichibod

はじめに

Androidアプリケーションを開発する際に困るのはアイコンを始めとするデザイン。

そんなデザインについては、Google が凝ったデザインではなくコンテンツで勝負しましょう、と呼びかけています。

開発者は必見? GoogleがAndroidアプリのUXアンチパターン動画を公開 – すまほん!!

スマートフォンアプリで必要となるアイコンも、数多くのパターンがAndroid SDK に収められています。

標準を使うことはビューと使用感の統一につながります。独自にアイコンを用意する手間も省けますね。

標準のアイコンってどんなのがあるの？

標準のアイコンはSDKのフォルダ内に格納されています。

例えば、MacOSX のAndroidStudio 付属のSDKの場合、以下のパスになります。※SDKバージョンは適宜読み替えてください。

/Applications/Android Studio.app/sdk/platforms/android-19/data/res/drawable-hdpi

ここをFinderで開くとアイコンを始めとするdrawable が表示されます。例えばメニューアイコンに絞りたい場合、"ic_menu" で検索をします。

アイコンを使う

適切なアイコンを見つけたらあとはコード中から呼び出しましょう。

        android:background="@android:drawable/ic_menu_myplaces"

おわりに

Android開発で使える標準のアイコンの閲覧と使用方法を説明しました。

Android Studio で開発するアプリケーションにAdMobを導入する

photo by eldeeem

はじめに

Android Studio で開発するアプリケーションにAdMobを導入します。

AdMobはGoogleが提供する広告バナー導入のためのライブラリ・サービスです。

公式ドキュメントがEclipse向けに記述されているため、AndroidStudio向けの作業を記します。

AdMobへの登録

AdMobへの登録自体は開発環境に依存しませんので割愛します。このあたりのページを参照してください。

AndroidStudio にAdMobライブラリを追加する

AndroidStudioのメニューから作業をします。

Tools->Android->SDK Manager でSDK管理画面を起動します。

Extras にあるGoogle Play Services, Google Play Repository をインストールします。

アプリケーションにAdMobライブラリを追加する。

アプリケーションにAdMobライブラリを追加します。

AndroidManifest

        <meta-data android:name="com.google.android.gms.version"
            android:value="@integer/google_play_services_version"/>

        <activity android:name="com.google.android.gms.ads.AdActivity"
            android:configChanges="keyboard|keyboardHidden|orientation|screenLayout|uiMode|screenSize|smallestScreenSize"/>

appの下にあるBuild.gradle

dependencies {
    compile 'com.google.android.gms:play-services:4.3.23'
}

Build.gradle に記載するバージョンは最新のものを使う場合、AndroidStudio がポップアップで教えてくれるので、それに従えば良いです。

Activity から呼び出す

Activityからの呼び出しは従来通り行えばよいです。公式ドキュメントに従えば問題ないでしょう。

終わりに

AndroidStudioでAdMobを利用する際の導入方法について説明しました。

Smartphone Ads　iPhone・Androidアプリへの広告の実装と管理テクニック

AndroidStudio で補完候補の決定をReturn 以外で行う

photo by etnyk

AndroidStudio の補完について

AndroidStudio ではEclipse と同様、コードの補完(Completion)を行ってくれます。

キーマップをEmacs ライクに設定している場合、候補の選択はC-p, C-n でできるのですが、決定の際にReturn を押さなければなりませんが、これでは動作に無駄があります。

これをC-m などにする方法を調べました。

補完の決定キーを割り当てる

Preferrence->IDE Settings->Keymap から設定を行います。

"Choose Lookup Item" がその名の通り、アイテムを決定するためのキーになります。これにC-m を追加します。

おわりに

AndroidStudio の補完ウィンドウの決定にReturn 以外を割り当てる方法を説明しました。

Androidオープンソースライブラリ徹底活用

OSX Mavericks にemacs24 をインストールする

photo by juergenfenn

はじめに

その都度様々Blogを調べて回ることになるMac環境へのEmacs インストール。ここでは備忘録として、OSX Mavericks にEmacs24.3 をインストールする手順をまとめます。

Cocoa 環境で、日本語はGoogle日本語入力を使用しています。日本語入力がアクティブな状態でC-xb などのショートカットを用いると、bが正しく入力できません。その対策として日本語パッチを導入したEmacsをインストールする必要があります。

インストール手順

もし古いEmacs がインストールされている場合はアンインストールを行います。

$ brew uninstall emacs 

Homebrew のFomula をアップデートします。

$ brew update

Emacs をビルドします。

$ brew install --cocoa -srgb --with-gnutls --japanese emacs

--japanese を付けることで日本語のパッチがあたります。

日本語入力の設定

以下の設定を~/.emacs.d/init.elに追加します。

;; CmdとOptの入れ替え
(setq ns-command-modifier (quote meta))
(setq ns-alternate-modifier (quote super))

;; Google 日本語入力
(setq default-input-method "MacOSX")
(mac-set-input-method-parameter "com.google.inputmethod.Japanese.base" `title "あ")

下の2行を書くことで、Emacs からMac の日本語入力を切り替え、かつ現在のステータスをモードラインに表示することができます。

一般的には日本語入力の切り替えはC-\に割り当てられています。

Commad キーとOption キーの入れ替えを行っているのは、M-xを押しやすくするためです。ただしこれはポジショニングや使用頻度によって感覚が異なるでしょう。

おわりに

Mavericks へのEmacs24のインストール方法を説明しました。

参考にしたURL

EmacsでIMEと仲良くする - Qiita

HomebrewのEmacsにIMEインラインパッチが取り込まれたので設定した - @znz blog

Emacsテクニックバイブル　?作業効率をカイゼンする200の技?

Raspberry PI がその日の天気を教えてくれる

photo by cindy47452

はじめに

その日の天気をチェックし雨なら傘を持っていく、当たり前のことに聞こえますが、朝が弱くものぐさな人間には困難の多い作業です。

”調べる”のは面倒だけれども、”教えてくれる”なら聞いてやろう、ということで天気を調べてお知らせしてくれる仕組みをRaspberry PI に組み込みました。

いわゆるXFD(eXtreme Feedback Device)というものに近いのかもしれません。

今回のソースコードはGithubで公開しています。

大まかな流れ

指定の時刻になったら、天気予報をネットから取得し、結果をLED で通知します。これだけです。

LED を光らせるためには

Raspberry PI のGPIO にLEDを接続する必要があります。

天気の取得

以前紹介したWeather Hacks - livedoor 天気情報を利用します。

LED の接続

LEDはGPIO に接続します。GPIO は下の写真の剣山のようにピンが立っている部分です。

それぞれのピンごとに役割が違います。詳しくは以下のURLを参考にしてください。 RPi Low-level peripherals - eLinux.org

今回はGPIO 17, 27番に２色のLEDを接続しました。

LED はブレッドボードというものに差し込みます。 半田付けをせずにLED と抵抗、基盤を接続できる優れものです。

普通のブレッドボード

ブレッドボードと基盤を接続するにはジャンパワイヤが必要です。 Raspberry PI 基盤側にメスが必要で、ブレッドボード側にオスが必要なのでオス-メスの商品がよいでしょう。

ジャンパワイヤ(オス?メス) 10本セット

今回の天気表示では黄色と青のLEDを主に使います。いかにAmazonリンクを貼りますが、少し高いですね。秋葉原などが近ければ電子パーツ店の個売りを利用するのが良いでしょう。抵抗についても同様です。

NO.15 高輝度ＬＥＤ（青色・3mm）

NO.16 高輝度ＬＥＤ（黄色・3mm）

抵抗は470Ωのものを使っています。秋葉原などでは１本５円で売っています。

【PLOVER】 カーボン抵抗 炭素皮膜抵抗 1/4W（0.25W） 許容差±5% オリジナルセット 1Ω?1MΩ 37種類 各20個（合計740個） PR-203

接続方法は以下の回路図のようにしました。基本的な接続順はGPIO->LED->抵抗->Ground となります。

今回、赤のLEDは使っていません。

LED の点滅

LEDはコマンドラインから次のような流れで明滅させることができます。

# 27 番に接続したLEDの点滅 
$ sudo su
$ echo 27 > /sys/class/gpio/export
$ echo out > /sys/class/gpio/gpio27/direction
$ echo 1 > /sys/class/gpio/gpio27/value
$ echo 0 > /sys/class/gpio/gpio27/value
$ echo 27 > /sys/class/gpio/unexport

今回はRuby で制御をしたいので上記作業を抽象化したモジュールを書きました。

# -*- coding: utf-8 -*-

module LED
  private
  def self.led_open(no)
    begin
      exp = open("/sys/class/gpio/export", "w")
      exp.write(no)
      exp.close
    rescue => err
      puts err
    end
  end

  def self.led_close(no)
    uexp = open("/sys/class/gpio/unexport", "w")
    uexp.write(no)
    uexp.close
  end

  def self.led_out(no)
    dir = open("/sys/class/gpio/gpio#{no}/direction", "w")
    dir.write("out")
    dir.close
  end

  public
  def blink10(no)
    led_open(no)
    led_out(no)
    out = 1
    10.times do
      val = open("/sys/class/gpio/gpio#{no}/value", "w")
      val.write(out)
      val.close
      out = out == 1 ? 0 : 1
      sleep 0.2
    end
    led_close(no)
  end

  def on(no)
    led_open(no)
    led_out(no)
    val = open("/sys/class/gpio/gpio#{no}/value", "w")
    val.write(1)
    val.close
    led_close(no)
  end

  def off(no)
    led_open(no)
    led_out(no)
    val = open("/sys/class/gpio/gpio#{no}/value", "w")
    val.write(0)
    val.close
    led_close(no)
  end
  module_function :on, :off, :blink10
end

このファイルをrequire して、以下のようにすれば希望のGPIO番号のLEDにたいしてON、OFF、点滅（１０秒）を指示できます。

require 'pi_led'

LED.on(17) # 17番を点灯
LED.off17) # 17番を消灯
LED.blink10(17) # 17番を１０秒間点滅

天気予報を表示する

ここまでの仕組みを使って最終的に以下のコードで天気予報を実現しました。

# -*- coding: utf-8 -*-

$:.unshift File.dirname(__FILE__)  # ロードパスにカレントディレクトリを追加

require 'json'
require 'pi_led'

LED.off(17)
LED.off(27)

LED.blink(17)
LED.blink(27)

# 今日の天気を取得 130010は地域コード
# 地域コード変更の場合は http://weather.livedoor.com/forecast/rss/primary_area.xml
tenki = JSON.parse!(`curl http://weather.livedoor.com/forecast/webservice/json/v1?city=130010`)["forecasts"][0]["telop"]

if /雨/ =~ tenki.to_s
  LED.on(17)  # 雨の場合は青いLEDを光らせる
else
  LED.on(27)  # 雨が降らない場合は黄色いLEDを光らせる
end

これにより雨で傘が必要なときは青いLEDが光り、傘が不要なときは黄色いLEDが光ります。

まとめ

Raspberry PIを用いて天気予報を行う仕組みを作成しました。 具体的にはその日の天気予報を取得し、傘が必要か否かをLEDの色で表示してくれるというものです。

朝起きて目に付く場所にRaspberry PIをおくことで、傘の忘れ物を防ぐことができるでしょう。

学べた技術要素としては以下の３点です。 ・LED を光らせるための電気的な知識（抵抗、電圧） ・Raspberry PI のGPIOにLEDを接続する ・Raspberry PI のGPIOをRubyで制御する

Raspberry Pi Type B 512MB

参考にしたURL

コチョナナバ: Raspberry PiとRubyでLEDをチカチカさせる