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readlineとは、CUIプログラムにおいてコマンド履歴機能やTABキーによる補完機能を実現するのに使われるGPLライブラリ。
inputrcはreadlineの設定ファイル。

デフォルトのキーバインドはEmacsとよく似ている。
bash上からは以下のコマンドでキーバインドをemacs風/vi風に切り替えることが出来る。

$ set -o vi     # vi風のキー・バインドに変更
$ set -o emacs  # emacs風のキー・バインドに変更

設定ファイル(inputrc)の読み込み順序は以下の通り。

1. INPUTRC環境変数が設定されていれば、そのファイルを読み込む。
2. INPUTRC環境変数が未設定であれば、$HOME/.inputrc を読み込む。

inputrcの変更を反映するには、readlineをリンクしているプログラムを再起動するか、bashであれば"C-x C-r"を入力する。

inputrcの書式は「set 変数名 値」の順になる。値は「on」か「off」のどちらかが多い。

キー・バインド(editing-mode)

set editing-mode vi (vi風)
set editing-mode emacs (emacs風)

補完時の大文字・小文字を無視(completion-ignore-case)

set completion-ignore-case on (無視)
set completion-ignore-case off (無視しない）

日本語対応(-meta)

set output-meta on
set input-meta on
set convert-meta off

ブザーを鳴らす（ビープ音）・鳴らさない(bell-style)

set bell-style visible
# audible : ビープ音を鳴らす。
# none : 鳴らさない。
# visible : 鳴らさない代わりに画面を点滅。

その他の変数

• expand-tilde : 「on」だと「~/.inputrc」は「/home/user/.inputrc」と表示される。
• mark-directories : 「on」にするとディレクトリ名の補完時に最後にスラッシュ「/」がつく。
• match-hidden-files : 「on」にすると、「.」から始まる隠しファイルも補完対象になる。
• show-all-if-ambiguous : 複数の補完候補があった場合に、Tabキーを一回押しただけで補完候補の一覧を表示するかどうか。デフォルトは"off"。
• visible-status : 補完候補を表示する際に、ファイルタイプを示す文字（「/」や「*」など）をファイル名に付けるかどうかを設定する。デフォルトは"off"。

参考URL :

• "UNIXの部屋 コマンド検索:readline (BSD/Linux)"
  • http://x68000.q-e-d.net/~68user/unix/pickup?readline
• "UNIXの部屋 コマンド検索:~/.inputrc (BSD/Linux)"
  • http://x68000.q-e-d.net/~68user/unix/pickup?~%2F.inputrc

readlineはGPL。NetBSDにおいては、BSDライセンスによる同等のライブラリ、libeditを開発した。
現在、sf.net上にNetBSDよりスピンアウトして独立したlibeditプロジェクトがある。
http://sourceforge.net/projects/libedit/

GPLの制限を逃れる為のもう一つの方策として、"rlwrap"というOSSも出現した。
http://freshmeat.net/projects/rlwrap

$ rlwrap ruby

のように実行する。引数をforkした子プロセスにて実行し、自身は入出力ファイルディスクリプタのI/Oを子プロセスに流し込むブリッジになる。

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卒業研究で作成したプログラムとその関連パッケージのダウンロードリンクを示す。

• 卒業論文
  • 全文：https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/main.pdf
  • サマリ：https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/summary.pdf
• プログラム
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/arv_nogsmtd.tgz
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/arv-gsmtd-mm.tgz
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/webcam-gsmtd-client.tgz
• 関連パッケージ(xawtv)
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/xawtv-3.74-1.i586.rpm
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/xawtv-3.74-1.src.rpm
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/xawtv-misc-3.74-1.i586.rpm
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/xawtv-radio-3.74-1.i586.rpm
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/xawtv-webcam-3.74-1.i586.rpm

概要

1. 三菱電機マイクロロボットアーム"MOVEMASTER EX"を、LinuxマシンからRS-232C経由で制御する。
2. USB接続のWebカメラから読み込んだ画像を元に、MOVEMASTERに物体を追跡させる。

やったこと

1. MOVEMASTERとLinuxの通信用ドライバを自作した。RS-232Cクロスケーブルも自作した。
2. Webカメラからの画像はxawtvを使って取得した。xawtvを一部改造して共有メモリに書き込ませた。
3. 共有メモリに書き込まれた画像データを元に、以下の計算を複数プロセスで並行処理させた。
   1. 指定された色の重心位置
   2. 輪郭線とその角度の計算
4. 色の重心位置を追尾するよう、MOVEMASTERにコマンドを送信するようにした。

以下のプログラミング技術を勉強できた。

• Linux用キャラクタデバイスのデバイスドライバ作成
• RPMのパッケージング
• 共有メモリ, セマフォの使い方
• TCP通信によるキャラクタベースの独自プロトコルの作成と、子プロセスfork型サーバプログラム

卒業「研究」というよりは卒業「制作」。

プログラムのコンパイル

※2003/11 - 2004/1 にかけてプログラミングしています。2009年現時点では相当古くなっていますので、おそらくそのままではコンパイル出来ないと思います。 ライブラリやxawtvの改造など、順番も重要です。

対応OSはTurbolinux 8 workstation
対応Linuxカーネルは kernel-2.4.22 以上．2.6は未確認．

1. 最初にmovemasterのキャラクタデバイスドライバをコンパイルする。

arv-gsmtd-mm.tgzの中にmovemasterというディレクトリがあり、その中のmm_driver.cをコンパイルします。

$ gcc -c mm_driver.c -Wall -Wstrict-prototypes -O -pipe

RS232C(Serial)サポートを外したカーネルで使ってください（重要）。

2. 次にGSMTD(共有メモリへのアクセスをTCP越しで行うデーモン)をコンパイルします。
arv-gsmtd-mm.tgzの中にgsmtdというディレクトリがあります。Makefileがありますので、makeコマンドでコンパイルします。

3. libgsmtdclient.so をコンパイルします。
gsmtd/libgsmtdclient ディレクトリの中にMakefileがあります。
コンパイル後は、libgsmtdclient.soを適当にLD_LIBRARY_PATHを通したディレクトリにコピーします。

4. arv本体をコンパイル
arv-gsmtd-mm/arv/Makefileを最初に実行し、arv_common.o を作ります。その後、各サブディレクトリのMakeを実行します。
libgsmtdarv.soを適当にLD_LIBRARY_PATHを通したディレクトリにコピーします。

5. xawtvのコンパイル後のソースツリーを入手。
webcam-gsmtd-client.tgzの中のREADME.euc-jpを参照。

6. システムの実行

1. mm_driverをロード後、mm_serverを実行し、telnetなどで接続します。MOVEMASTERのコマンドをtelnet端末から送信し、MOVEMASTERが動く事を確認します。
2. gsmtdデーモンを起動し、共有メモリを初期化します。これもtelnet経由で簡単に動作確認できます。
3. USBにWebカメラを接続し、xawtv-3.74/console/webcam-gsmtd-client を起動します。
4. arvcellaton, arveffect, arvwindow, arvmonitor, arvviewer, arvmaster の順に起動します。
5. 最後に arvmm を起動すると、重心位置の計算結果に基づいてMOVEMASTERへコマンドが送信されるようになります。

arv-gsmtd-mm/arv/arv.sh を実行すると、2. 以降を自動で処理してくれます。

ProFTPDの認証で異常に時間がかかる場合、以下の二つの指示子をoffにする事を検討してみること。

UseReverseDNS off
IdentLookups off

UseReverseDNS :

Normally, incoming active mode data connections and outgoing passive 
 mode data connections have a reverse DNS lookup performed on
 the remote host's IP address. In a chroot environment (such as
  or DefaultRoot), the /etc/hosts file cannot be checked
 and the only possible resolution is via DNS. If for some reason,
 DNS is not available or improperly configured this can result in
 proftpd blocking ("stalling") until the libc resolver code times out.
Disabling this directive prevents proftpd from attempting to
 reverse-lookup data connection IP addresses.

IdentLookups :

Normally, when a client initially connects to proftpd, the ident protocol 
(RFC1413) is used to attempt to identify the remote username. This can be 
controlled via the IdentLookups directive.

実際に試した効果としては、UseReverseDNSのoffよりはIdentLookupのoffの方が劇的な効果があった。(UseReverseDNSの効果が無い、というわけではない)

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定数を定義したい場合は constant プラグマ(*1)を検討すると良い。詳細はperldocの constant pragma の説明を参照。

以下に簡単なコードピースを示す。

constant.pl

#!/usr/bin/perl
use strict;
use warnings;
 
{
    package CSample;
    use constant {
        CS_LEVEL1 => "CSample::level1",
        CS_LEVEL2 => "CSample::level2",
        CS_LEVEL3 => "CSample::level3",
        CS_LEVEL4 => "CSample::level4",
        CS_LEVEL5 => "CSample::level5",
    };
}
 
print CSample::CS_LEVEL1, "\n";
print CSample::CS_LEVEL2, "\n";

実行例

DOS> perl constant.pl
CSample::level1
CSample::level2

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関数に配列またはハッシュのリファレンスを渡し、関数内で操作するサンプル

#!/usr/bin/perl
 
use strict;
use warnings;
use Test::More qw(no_plan);
 
sub foo
{
    my $h = shift;
    $h->{'val1'} = "abcdefg";
    return $h;
}
print "-------------------------\n";
print " Hash - Part I :\n";
print "-------------------------\n";
 
my $h1 = {val1 => 123, val2 => "faklsdjsd"};
 
my $ref_h = $h1;
print "hash reference(1) : [", $h1, "]\n";
is($h1->{'val1'}, 123);
is($h1->{'val2'}, "faklsdjsd");
 
my $h2 = foo($h1);
print 'return ref of foo($h1) : [', $h2, "]\n";
is($ref_h, $h1);
is($ref_h, $h2);
is($h1->{'val1'}, "abcdefg");
is($h2->{'val1'}, "abcdefg");
 
print "-------------------------\n";
print " Hash - Part II :\n";
print "-------------------------\n";
 
my %h1 = (val1 => 456, val2 => "lsjakfsdl");
print "hash reference(2) : [", \%h1, "]\n";
$ref_h = \%h1;
is($h1{'val1'}, 456);
is($h1{'val2'}, "lsjakfsdl");
 
$h2 = foo(\%h1);
print 'return ref of foo($h1) : [', $h2, "]\n";
is($ref_h, \%h1);
is($ref_h, $h2);
is($h1{'val1'}, "abcdefg");
is($h2->{'val1'}, "abcdefg");
 
print "-------------------------\n";
print " Arrays:\n";
print "-------------------------\n";
 
sub bar
{
    my $a = shift;
    push @{$a}, "abcd";
    return $a;
}
 
my @a1 = ( );
# is same as $a1 = [ ];
push @a1, 123;
push @a1, "hogehoge";
print "array reference : [", \@a1, "]\n";
 
my $ref_a = \@a1;
is(join(" ", @a1), '123 hogehoge');
 
my $a2 = bar(\@a1);
print 'return ref of bar(\@a1) : [', $a2, "]\n";
is($ref_a, \@a1);
is($ref_a, $a2);
is(join(" ", @a1), '123 hogehoge abcd');
is(join(" ", @$a2), '123 hogehoge abcd');

実行例

DOS> perl hash_ref.pl
-------------------------
 Hash - Part I :
-------------------------
hash reference(1) : [HASH(0x284ef0)]
ok 1
ok 2
return ref of foo($h1) : [HASH(0x284ef0)]
ok 3
ok 4
ok 5
ok 6
-------------------------
 Hash - Part II :
-------------------------
hash reference(2) : [HASH(0x1941884)]
ok 7
ok 8
return ref of foo($h1) : [HASH(0x1941884)]
ok 9
ok 10
ok 11
ok 12
-------------------------
 Arrays:
-------------------------
array reference : [ARRAY(0x1941ac4)]
ok 13
return ref of bar(\@a1) : [ARRAY(0x1941ac4)]
ok 14
ok 15
ok 16
ok 17
1..17

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現在のサブルーチン呼び出しのコンテキストを取得するcaller関数を使うと、パッケージ名や関数名などを取得できる。

• "実行している関数名を取得する。　caller 関数 - Perl入門～サンプルコードによるPerl入門～"
  • http://d.hatena.ne.jp/perlcodesample/20080424/1209042419

以下、簡単なコードピース

#!/usr/bin/perl
 
use strict;
use warnings;
 
{
    package Sample;
    sub whoami {
#        my ($package, $filename, $line) = caller;
        my ($package, $filename, $line, 
            $subroutine, $hasargs, $wantarray, 
            $evaltext, $is_require, $hints, $bitmask) = caller(0);
 
        print "package = [${package}]\n" if defined($package);
        print "filename = [${filename}]\n" if defined($filename);
        print "line = [${line}]\n" if defined($line);
        print "subroutine = [${subroutine}]\n" if defined($subroutine);
        print "hasargs = [${hasargs}]\n" if defined($hasargs);
        print "wantarray = [${wantarray}]\n" if defined($wantarray);
        print "evaltext = [${evaltext}]\n" if defined($evaltext);
        print "is_require = [${is_require}]\n" if defined($is_require);
        print "hints = [${hints}]\n" if defined($hints);
        print "bitmask = [${bitmask}]\n" if defined($bitmask);
        print '__FILE__ = [', __FILE__, "]\n";
        print '__PACKAGE__ = [', __PACKAGE__, "]\n";
    }
}
 
Sample::whoami;
 
print "\n--------------------------\n";
my ($package, $filename, $line) = caller;
print "package = [${package}]\n" if defined($package);
print "filename = [${filename}]\n" if defined($filename);
print "line = [${line}]\n" if defined($line);
print '__FILE__ = [', __FILE__, "]\n";
print '__PACKAGE__ = [', __PACKAGE__, "]\n";

実行例

C:\in_vitro\perl\basic>perl caller01.pl
package = [main]
filename = [caller01.pl]
line = [29]
subroutine = [Sample::whoami]
hasargs = [1]
hints = [2]
bitmask = [UUUUUUUUUUUU]
__FILE__ = [caller01.pl]
__PACKAGE__ = [Sample]

--------------------------
__FILE__ = [caller01.pl]
__PACKAGE__ = [main]

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PerlでのOOPの基本。

1. "new"という名前のサブルーチンを持つパッケージを用意する。
   1. "new"はbless()された適当なリファレンスを返す。
2. インスタンスメソッドとして使うサブルーチンは第一引数にbless()されたリファレンスを取る。
3. 継承を行うには、パッケージの::ISAに継承したいパッケージ名のリストを指定する。
4. 継承元のインスタンスメソッドを呼びたい場合は、SUPERを使う。

#!/usr/bin/perl
 
use strict;
use warnings;
use Test::More qw(no_plan); # サンプルなので"no_plan"で手抜き。
 
{
    package Animal;
    sub new {
        my $class = shift;
        my $self = {};
        print "in '$class' constructor...\n";
        bless ($self, $class);
        return $self;
    }
    sub speak {
        my $class = shift;
        print "in '$class' speak method...\n";
        print "a $class goes ", $class->sound, "!\n";
    }
}
 
{
    package Mouse;
    @Mouse::ISA = qw(Animal);
    sub sound { "squeak" }
    sub speak {
        my $class = shift;
        #$class->Animal::speak($class);
        $class->SUPER::speak($class);
        print "[but you can barely hear it!]\n";
    }
}
 
$main::obj = Mouse->new();
 
$main::obj->speak();
 
isa_ok($main::obj, 'Animal');
isa_ok($main::obj, 'Mouse');
isnt(UNIVERSAL::isa($main::obj, "Horse"), 0);
 
can_ok($main::obj, qw(speak sound));
isnt(UNIVERSAL::can($main::obj, 'hoge'), 0);

実行結果

DOS> perl class01.pl
in 'Mouse' constructor...
in 'Mouse=HASH(0x284fd4)' speak method...
a Mouse=HASH(0x284fd4) goes squeak!
[but you can barely hear it!]
ok 1 - The object isa Animal
ok 2 - The object isa Mouse
ok 3
ok 4 - Mouse->can(...)
ok 5
1..5

PerlでのOOPの基本原理は変わりませんが、より分かりやすい書き方をサポートする為のCPANの主流が時代と共に変わるので厄介です。
上に挙げたコードはあくまでも基本原理の中核部分で、一番簡単なサンプルです。

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「見るがいい、 Perl "世界(ザ・ワールド)" の力を。
真に世界を支配する力だということを!!」
by ディオ・ブランドー,「ジョジョの奇妙な冒険」第三部

• CPAN
  • http://www.cpan.org/
• Perl core documentation
  • http://perldoc.perl.org/
• CPAN Search
  • http://search.cpan.org/
• Perl入門～サンプルコードによるPerl入門～
  • http://d.hatena.ne.jp/perlcodesample/
• Perl&CGI最強講座 +++smart
  • http://www.rfs.jp/sb/perl/index.html
• Linuxで自宅サーバ構築・管理: KSKNET
  • http://www.ksknet.net/

• Perl/Devel::ptkdbによるグラフィカルデバッグメモ
• Perl/codepiece/OOP(基本)
• Perl/codepiece/OOPメモ
• Perl/codepiece/array_hash1
• Perl/codepiece/array_hash2(関数への参照渡し)
• Perl/codepiece/basename
• Perl/codepiece/caller関数
• Perl/codepiece/carp01
• Perl/codepiece/constantプラグマによる定数定義
• Perl/codepiece/count_array1
• Perl/codepiece/flock01
• Perl/codepiece/interface01
• Perl/codepiece/manupilate_INC
• Perl/codepiece/manupilate_INC_by_FindBin
• Perl/codepiece/my_and_locals1
• Perl/codepiece/pseudo_block
• Perl/codepiece/pseudo_block2
• Perl/codepiece/qw1
• Perl/codepiece/ref2subroutine
• Perl/codepiece/setuid01
• Perl/codepiece/setuid02
• Perl/codepiece/setuid03
• Perl/codepiece/signal01
• Perl/codepiece/static_vars1
• Perl/codepiece/try-catch-exception01
• Perl/codepiece/try-catch-exception02
• Perl/codepiece/try-catch-exception03
• Perl/codepiece/use_require01
• Perl/codepiece/環境確認スクリプト
• Perl/ローカルで動かすPerlCGIをGUIデバッグメモ

他数行のメモ

複数行のコメント

本来はPOD(Plain Old Document)として使う機能。

=(label)
...
=cut

とすることで、複数行をコメントアウトできる。
後ろの=以降に適切なコマンドを入れることにより、PODとして処理できる。
単にブロックコメントとして使いたい場合は、(label)の箇所は適当でよい。

ファイル操作関連

• 例によりsmartのPerl講座が非常に良くまとまっている。
  • http://www.rfs.jp/sb/perl/02/08.html
• perlopentut
  • http://perldoc.perl.org/perlopentut.html
  • Perlでの"open"操作全般のチュートリアルになっている。パイプやソケットも載っている模様。
• open
  • http://perldoc.perl.org/functions/open.html
  • Perlの"open"関数のリファレンス。IO::Handle, IO::Fileについても言及されている。
• binmode
  • http://perldoc.perl.org/functions/binmode.html
  • perlopentutの下の方にもあるbinmodeについての関数リファレンス。結局のところ、プラットフォームにかかわらず、バイナリで生で扱う場合は呼んでおくべきらしい。

switch 構文について

Perlのsyntaxには switch は存在しない。　5.8以上であれば Core Module で use Switch; が使用できる。それ未満の場合、次のperldocに記されているように何種類かの逃げ道を利用できる。

• "perlfaq7 How do I create a switch or case statement?"
  • http://perldoc.perl.org/perlfaq7.html#How-do-I-create-a-switch-or-case-statement%3F

変なモジュール

• Yada::Yada::Yada
  • http://search.cpan.org/~tmtm/Yada-Yada-Yada-1.00/Yada.pm
  • よく、「ここは後でコードを埋める。」を意味したいとき「...」というのを用いる(少なくともこのモジュールの作者は用いる、らしい)。
  • このモジュールはコメントアウトせずに「...」を記述しても、エラーにしないでくれる、らしい。

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以下はWin2k/XP用。

• "＠IT：Windows TIPS -- Tips：コマンド・プロンプトで入力補完機能を使う方法"
  • http://www.atmarkit.co.jp/fwin2k/win2ktips/072cmdcompletion/cmdprompt.html
  • レジストリエディタでTAB補完を指定すると便利。

• "ITmedia エンタープライズ：Windows Tips「ビープ音を無効にしたい」"
  • http://www.itmedia.co.jp/help/tips/windows/w0477.html
  • とくにWin2kで、サービスパックを当てる順番によってはビープ音がONのままになる時もあるので必須。

以上。

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この記事を書いている時点ではLinux/UNIX専用の技です。(Tcl/TkがXWindowsと通信できる環境が必要)

• "洗練されたPerl: 楽々Perlデバッグ"
  • http://www.ibm.com/developerworks/jp/linux/library/l-pl-deb/
• "Cultured Perl: Debugging Perl with ease"
  • http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-pl-deb.html
• "Andrew E Page / Devel-ptkdb - search.cpan.org"
  • http://search.cpan.org/dist/Devel-ptkdb/

Devel::ptkdbというCPANモジュール(Tkモジュールが必要)を使うと、グラフィカルにPerlスクリプトをデバッグできます。

以下のようなオプションでTkで構築されたGUIデバッガが起動します。

$ perl -d:ptkdb ./foo.pl arg1 arg2 ... argN

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