Linux na Playstation3, instalace a programovani

9.7.2008 19:44 | Přečteno: 3376× |

Pred casem jsem zde slibil, ze se pokusim o teto problematice behem par dnu neco napsat, ubehlo jiz spise par mesicu, tak honem rychle do toho.

Cell

Jak jiste mnozi vite, Playstation3 je pohanen jiz pomerne rozsirenym procesorem Cell, na nehoj vyvoji se podilely tri firmy jimiz jsou Sony, IBM a Toshiba. Procesor se sklada z "jednoho" PPE (Power Processing Element) a "osmi" SPE (Synergistic Processing Element). Cislovky jsou v zavorkach zamerne, protoze nekde muzete nalezt udaje od dvou jadrech, v podstate se ale jedna HT, podobne jako uvadenych osm SPE plati pro IBM Blady, zatimco PS3 jich ma 7, z nichz jeden je vyuzivan hypervisorem, takze pro vypocty jich muzete pouzit 6. PPE bezi na 3.2 GHz a je to klasicka Power Architektura tedy RISC procesor podporujici nektere synchronizacni instrukce pro PowerPC a 128-bitove vektorove instrukce (VMX) pro vektorovou aritmetiku. SPE je take RISC processor take podporujici 128-bitove vektorove instrukce (SIMD) a obsahuje jednu 256kB tzv. Local Store slouzici jak pro data tak pro vlastni beh programu. Oboji (jak PPE tak SPE) je big-endian. Ukazatele v SPE jsou ze zrejmeho duvodu jen 32-bitove a dokonce vice nez to, z vyse uvedeneho rozsahu potrebneho pro adresaci je zrejme, ze nekolik hornich bitu ani neni pouzito a pokud jste hackeri , muzete je pouzit (podobne byl hacknut XBOX). Terminologie PPE/PPU a SPE/SPU muze byt ponekud zavadejici, dlouho se behem vyvoje diskutovalo, jak ktere prvky pojmenovat, nakonec je toto pojmenovani takove, ze SPU je Synergistic Processing Unit a je to ten vlastni procesor, tedy ta jeho vypocetni cast zatimco SPE (Synergistic Processing Element) je SPU + LS (Local Store) + MFC (Memory Flow Controller). Podobne je tomu v pripade PPE/PPU.

Linux

V soucasnosti je na webu navodu "Jak nainstalovat linux na PS3" cela rada. Distribuce, ktere jsou v soucasnoti podporovane (o kterych vim), jsou Yellow Dog, Fedora, Suse (ale ten sem nejak nerozchodil) a pomerne nedavno se pridal i Debian. Instalace je v zasade celkem jednoducha. Co se tyce velikosti HDD, pokud vim prodavaji se modely s 20, 40 a 60 GB, ale HDD lze vymenit za vesmes jakkoliv velky. Pred instalaci je treba jej zformatovat z Game OS->System Settings, tehdy je lepsi volba "10 GB pro Game OS", zbytek lze pouzit pro linux, potom mame-li napr. 60 GB HDD, 10 GB zustane pro hry a linux muzeme nainstalovat na 50 GB cast. Nasleduje instalace bootloaderu, kdy po stazeni ISO image dane distribuce lze nalezt bud primo na DVD nebo na danem webu soubor bootloaderu "otheros.bld", ktery umistite na USB flash disk do adresare "PS3/otheros" a nainstalujete bootloader opet pomoci Game OS->System Settings. V soucasnosti se jako bootloader pouziva jednoduchy textovy kboot, ale existuji jiz i jeho graficke ekvivalenty. Kboot lze nakonfigurovat v /etc/kboot.conf. Po nabootovani se zahaji instalacni proces a instalace se vesmes nijak nelisi od instalace na PC. Pri vlastnim provozu linuxu na PS3 se rovnez system chova jako "normalni pocitac" az do okamziku, kdy spustime nejakou pametove vice narocnou aplikaci. Zde se objevuje problem nedostatku pameti, protoze PS3 disponuje pouze 256 MB RAM a nelze ji rozsirit, ledaze byste si koupili PS3 development board, ktery se vyrabi s 512 MB. Pokud tedy chcete pouzivat X-ka, bez swapu se neobejdete, ale pravdepodobne neni moc duvodu proc swap nemit. Dale PS3 obsahuje 256 MB RAM na graficke karte, z nichz pri normalnim provozu linuxu je vyuzito jen par mega, z tohoto duvodu existuje GDDR RAM block device for swap, coz neni nic jineho nez zminena pamet na GPU pouzita jako swap partition. Pri jejim pouziti je docela znat, ze system swapuje do neceho rychlejsiho. Ohledne vyuziti CPU je treba si uvedomit, ze cely system bezi pouze v PPE a jako takovy nevyuziva zadneho z SPE. Pokud chceme toto zmenit, lze tak ucinit na aplikacni urovni, tedy napsat si multi-core programy pro Cell pomoci IBM Cell SDK.

Programovani

IBM Cell SDK se sklada z mnoha balicku a je zakladnim stavebnim kamenem pro vyvoj mutli-core aplikaci pro Cell na linuxu. Mezi hlavni balicky patri napr. ppu-gcc, coz je gcc optimalizovany pro PPU i z pohledu vektorovych instrukci, ktery muze byt prinosem i pro neprogramatory, protoze si jim muzete zkompilovat jadro, dale spu-gcc, coz ekvivalent pro SPU, libspe2, coz je knihovna, na ktere jsou programy pro Cell/linux postaveny a dalsi. Jsou zde obsazeny headery jak pro hlavni spravu SPU programu z hlavniho (PPU) programu jako zakladani kontextu, jeho behu, planovani, ukonceni, tak headery obsahujici inline intrinsics funkce, funkce pro MFC pro prenos pres dma kanaly, funkce pro synchronizaci a tvorbu objektu s exkluzivnim pristupem apod. Cela knihovna nabizi pomerne hodne a lze pomoci ni vyvijet profesionalni aplikace, ponekud vetsi problem je vsak slozitost toho vseho. Studium cele knihovny a jeji zvladnuti s moznosti vyuziti vsech dostupnych prostredku k dosazeni maximalniho vykonu neni rozhodne otazka par dnu. Je ale pravda, ze nektere aplikace pouziti vsech moznych konstrukci z principu nevyzaduji. Je zde jedna v jistem smyslu slabina, ze libspe/libspe2 funguje na principu tzv. PPE-centric modelu, coz znamena, ze pokud ma bezet vic SPE programu nez je pocet SPE (tedy vic nez 6), planovani techto programu obstarava PPE a na jeho strane tim vznika urcita vypocetni rezie a na strane SPE muze dojit ke zbytecnemu cekani. Na druhou stranu existuje tzv. SPE-centric model, kde do kazdeho SPE je nahrano malinke jadro obsahujici planovac uloh a pres dma prenosy si obstarava tuto rezii kazdy SPE samostatne, cimz odpadava jak rezie PPE tak pripadne cekani na prideleni ulohy. V soucasnosti Sony vyviji knihovnu MARS (Multi-core Application Runtime System) postavenou prave na tomto modelu a dva tydny zpatky byla tato knihovna uvolnena jako open-source. Tady uz zacinam trochu pocitovat hambu , ze si delam reklamu, ale precejenom je to open-source, tak se pokusim se pres to prenest. Knihovna je daleko prijemnejsi pro tvorbu aplikaci nez libspe2 "hell" a poskytuje nekolik jiz hotovych synchronizacnich a data-prenasejicich objektu, jimiz jsou: Mutex, Barrier, Event Flag, Shared Data Queue, Semaphore a Signal, kdy napr. namisto slozitych konstrukci s instrukcemi pro zapis do kanalu a pro synchonizaci proste zavolate mutex_lock() nebo misto programovani dma prenosu zavolate data_queue_push() a je to. Tady uz pocituju hambu daleko vice, tak prozatim tolik ohledne knihovny MARS. Mozna Vas napadne jak to pak na disku vypada, protoze kdyz mame ppu-gcc a spu-gcc, tak logicky musi vzniknout vice binarnich souboru. Fakt je ten, ze je mozne nechat program pro SPE na disku jen tak "lezet" vedle hlavniho PPE programu a nacitat jej dynamicky, pro mnohe pripady to vsak neni potreba a je spise uhlednejsi, kdyz spustitelny soubor pro cely program mame jen jeden. Pro tyto pripady slouzi ppu-embedspu, jenz je soucasti ppu-gcc balicku a dokaze prevest SPU object-file na embeded object-file, ktery pak lze slinkovat s hlavnim programem dohromady.

Pokud by mel nekdo o tuto problematiku hlubsi zajem, rad poradim (pokud budu schopen) a to jak napriklad ohledne instalace linuxu, tak z oblasti programovani. Vim, ze jsem spustu veci neobsahl, je toho precejen hodne, takze pokud mate pocit, ze tam neco klicoveho chybi, klidne se ptejte.        

Komentáře

[David Heidelberg]

To swapování mě připomělo nějaký projekt pro linux, kde bylo možné použít nevyužitou grafickou paměť jako RAM nebo úložné zařízení... jen teď nevím, jak už se to jmenovalo

[David Heidelberg]

ještě dodatek: bylo by senzační, kdyby linux mohl automaticky alokovat VRAM jako normální RAM. V případě malé RAM a dobré grafiky s velkou pamětí, by se to mohlo hodit. A mám takový pocit, že grafické paměti jsou x krát rychlejší, než normální RAM... ale nejsem si jistý, jak je to s přenosem VGA do PC a zpět.

[Luboš Doležel (Doli)]

Napevno se to alokovat dá, ale má to cenu? RAM není drahá.

[David Heidelberg]

Teď třeba pracuju na PC s 512MB RAM, která bohužel už ani nejde rozšířit... ale za to mám NV4B s 256MB RAM, kterou nevyužívám... tak těch 128-192MB na swap asi obětuju

[Jan Včelák]

Myslim, ze je to v jadru oznaceno jako experimental. Ale jadro jsem videl naposledy ve verzi 2.6.19. Takze proc to nevyzkouset?

[alpha]

To jde pomoci spravneho nastaveni jadra a udev -- namapujes si ji jako blokove zarizeni a to pak proste sformatujes. Zadne spesl programy nejsou potreba, akorat je nutne davat bacha na Xka a nastavit jim maximalni mnozstvi graficke RAM.

[Kvakor]

Nekolikrat se to tu uz resilo, dela se to pres MTD zarizeni slram nebo phram, viz VRAM Storage Device - How to use the memory on GFX board in a different way... nebo treba TIP Use memory on video card as swap . Ja osobne pouzivam horni polovinu z 256MB me graficke karty jako swap, protoze za beznych okolnosti mi 128MB na graficke karte uplne stacii.

[mimi.vx]

gentoo ma taktez podporu pro ps3

[Jan Drábek]

No, ono gentoo (vzhledem ke kompilaci) funguje i na mém topinkovači ;)

[mimi.vx]

na topinkovaci pokud vim jede NetBSD

[alpha]

Bez swapu se neobejdete? Ja a me Gentoo se na PS3 i s Xkama a par nezbytnejma vecma jako je IM vejdu v klidu a s velkou rezervou pod 100 MiB, zbytek si klidne muze sezrat Opera nebo Konqueror. Obcas je sice swap potreba, ale vubec ne akutne -- dokonce muzu i kompilovat a browsit zaroven bez vyuziti swapu, i kdyz to uz musim to Kopete vypnout (pri kompilaci se taky oceni rychlost pocesoru).
Nejedes nahdou v 64bit userlandu? Tam jsou pametove naroky programu dvojnasobne (skoro).

[I love M$]

Bez swapu se neobejdete?

Samozrejme kazdej ma jiny naroky, ale pokud chci na tom stroji neco pruzne delat, tak pochopitelne ocenim, kdyz nemusim vypinat programy kvuli docasnemu spusteni jinejch programu a pak zase zpatky. Gentoo jsem pravda nikdy nezkousel, v podstate frcim furt na Fedore, ale i tak treba zrovna u Opery ci Firefoxu neni problem (alespon u me, mivam hodne otevrenych tabu) dostat se na 150 i 200 MB a v podstate porad mam otevrenych nekolik zdrojaku a ladim programy a kazdou chvili kompiluju, takze kdyz se zrovna nekterej program hodne "nazere", tak mi to ta masina dava hodne najevo, ze by se mnou bez swapu asi nemluvila. Nerikam, ze to bez swapu vubec nefunguje, ale nevidim fakt duvod swap nemit zaplej a nejak se v porovnani s PC vyrazne omezovat.

[alpha]

No ono k pocitaci bez swapu je nebezpecne vubec sednout. Program vam naplni RAMku do peti vterin a nemuzete s tim nic udelat. Pak se to cele kousne a automat vam sestreli tu vec, ktera vyuziva nejvic pameti, tedy program se kterym pracujete, a vy prijdete o data. Swap tak rychle nenaplnite, takze muzete poslat SIGINT misto SIGKILL. Mluvim z vlastni zkusenosti.

[vratidlo007]

Pred 2 dny jsem si donesl PS3 (cca 3mes jsem se rozhodoval) s cilem pokusit se vyuzit superprocesor Cell. Instalace YDL byla sranda, ale programovani bude dost hard core. No snad to klapne IBM dava k dispozici spoustu materialu vcetne kucharky.

[kotz]

článek hezky vysvětluje: jak dát na Playstation Linux, ale mohl by mi někdo vysvětlit: proč?

[brm]

Mě zajímá, proč ho tam nedávat.

[RomanQo]

pretoze PS3 je z 99% herna a prehravacia konzola a nie kompijuter neviem preco sa za kazdu cenu snazia ludia pchat linux uplne vsade. Ak by sa PS3 predavala bez systemu nepoviem ani pol slova, ale takto ked si to clovek kupi aj s nejakym rozhranim?

[brm]

Jenže Sony má jako obvykle spoždění. Naposledy implementovali podporu Xvid videa, ale matrjoška kontejner ne. Takže bez Linuxu si na tom hd videa z netu nepřehraji.

[alpha]

Protoze CBE a protoze cena.

[cezz]

A pretoze niekto pod pojmom "hrat sa" rozumie nieco celkom ine, ako spusteny Metal Gear Solid 4..

[alpha]

JJ, Gentoo rules

[PPC 970FX]

a) sama sony to podporuje (byť nenechá plný přístup k hardwaru, je to lepší než nic)

b) Kombinace MythTV + PS3 + PS3 BT Remote je slušné mediální centrum /samozřejmě je potřeba mít ještě někde nahrávací server, ale to pro člověka co si kupuje ps3 na linux nebude problém/

[Uhvef]

Máte někdo zkušenosti s tím, jak si Linux na PS3 poradí s tiskárnou? Funguje to?