FreeBSDでmruby #IoT

mruby with ZRouter.org

mrubyは組み込みを対象にしているので、クロスビルドの機能があります。またhttpなどの通信スタックも用意されています。

FreeBSDのルータ向けビルドシステムのZRouterとmrubyのクロスビルドを組み合わせて環境を作ります。ZRouterとmrubyは極めて親和性が高いです。

もちろんターゲットの機器はハードオフで入手した無線ルーターのジャンクを利用します。

デフォルトでprofileのmrubyを選択すれば素のmruby入りがつくれます。ビルドにはホスト側にrubyとbisonをpkgでインストールする必要があります。ネットワークアクセスが出来るようにビルドしてみます。

ports/lang/mruby/build_config.rbをベースにzrouterのターゲットに以下を入れます。

  conf.gem :git => 'https://github.com/mattn/mruby-uv.git'
  conf.gem :git => 'https://github.com/mattn/mruby-http.git'
  conf.gem :git => 'https://github.com/luisbebop/mruby-polarssl.git'
  conf.gem :git => 'https://github.com/matsumoto-r/mruby-simplehttp.git'
  conf.gem :git => 'https://github.com/matsumoto-r/mruby-httprequest.git'

上記のmebgemsに依存したライブラリなどをvendor/Buffalo/vendor.mkなどに以下を追加します。

WORLD_SUBDIRS_PORTS+=${ZROUTER_ROOT}/ports/devel/libuv
WORLD_SUBDIRS+= secure/lib/libcrypto
WORLD_SUBDIRS_LIB+=librt libdl

libuvのビルドのためにホスト側にautoconf,automake,libtoolをpkgをインストールしておきます。

修正した、build_config.rbを環境変数のMRUBY_CONFIGに設定してmrubyを追加してZRouterのビルドを流すとその設定でmrubyがビルドされイメージに入ります。

これでインターネットへのアクセスはできたので、LEDやセンサーを使えるようにします。FreeBSDではGPIOが使えるので、これに接続する事にします。ネットで検索してもFreeBSDのGPIOをサポートしたモジュールはなさそうだったので作ってみました。

こんなスタックができました。このスタックを一発でビルドできるZRouterはほんとよくできていると思います。

ターゲットの機器はFlashが8M(空き2Mくらい)でRAMが32Mあれば十分使えます。

後日追記：i2cも使えるようにしてみました。mrubyでi2c

下記のフィブナッチ(Fibonacci)コードでベンチマークとってみました。

def fib n
  return n if n < 2
  fib(n-2) + fib(n-1)
end

puts fib(32)

SOC	Type	Endian	Clock	1.2	1.3	1.4	2.0	2.1	3.0	3.1
AR2312	MIPS 4K	Big	180MHz				121秒
AR2315	MIPS 4K	Big	180MHz	89秒			118秒	103秒
AR2318	MIPS 4K	Big	180MHz					122秒
AR7240	MIPS 24K	Big	350MHz	64秒
AR7242	MIPS 24K	Big	400MHz					45秒
AR7161	MIPS 24K	Big	680MHz					57秒
AR9132	MIPS 24K	Big	400MHz	53秒				54秒		62
AR9330	MIPS 24K	Big	400MHz	47秒	84秒	88秒	95秒	90秒	58秒	123
AR1321	MIPS 74K	Big	535MHz				19秒	16秒		18
BCM5356	MIPS 74K	Little	333MHz	24秒				24秒
RT2880	MIPS 4K	Little						60秒
RT3050	MIPS 24K	Little	320MHz	25秒		29秒	33秒	26秒	27秒	29
RT3883	MIPS 74K	Little	500MHz					18秒	18秒
RT5350	MIPS 24K	Little	360MHz		25秒	26秒	29秒	23秒
MT7620	MIPS 24K	Little	580MHz	13秒	15秒	16秒		14秒
RT1310	ARM 5T	Little	300MHz	145秒
88E6281	ARM 5T	Little	1200MHz				232秒
A10	ARM Cortex-A8	Little	1000MHz				15秒
QEMU	MIPS 4K	Big			31秒

AR2315はAtheros(後にQualcommが買収)という会社のチップで2005年くらいに製造されていました。RT3050はRalink(後にMediaTekが買収)という会社のチップで2008年くらいに製造されていました。
fib(32)だったらMac mini 2010では4秒くらいなので、それなりに遅いですが、同じコードが動く事はすごいと思います。
Atherosが遅い原因はわかっていません。