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Linux 導入での奮闘メモのページ -さえきさんの
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その５ - Armadillo-300用 表示・操作装置 -
2007年1月中旬過ぎに 予約していた 待望のArmadillo組み込みLinuxカードの最新モデル、
Armadillo-300を手に入れました 実に いい時代ですね コンパクトながらすばらしい出来です
この冬は まあ暖冬気味で助かりましたが 朝早くから 時には真夜中まで いじくり回していました
ここ 一月余りの アルマジロ 初代モデルでの経験を活かしながらの道楽仕事のレポートを記します：
その４ - Armadilloに 専用リモート操作装置 - で 紹介したような パソコンを使用せずに
直接 Armadillo本体に接続する表示・操作器を 最初のテーマに 今度は GPIOポートに接続する形
で 手掛けてみました ２０文字ｘ４行のＬＣＤ表示、操作ボタン、5つ の作品です
まだまだ 機能を盛り込みたい仕上がりですが 早々のレポートとして 紹介しましょう
Ａ． まずは 回路図を示します (見難いようでしたら 図をクリックして大きなのを表示させて下さい)
ご覧頂いているように 20文字4行のLCD英数字表示と 5つのボタンSWがArmadillo-300のGPIOポートに ほぼ直接的に
接続されています。秋月の
”P-39 ＬＣＤキャラクタディスプレイモジュール ２０ｘ４行タイプ” ＠1500円 を使用してます。
ポイントになることといえば ・双方向GPIOを活用し CHRLCD駆動とボタンＳＷセンスを時間差的に入力、出力を
切り替えながら使用します。 ・GPIO入力時はプルアップされていることを要します（Armadillo-300はOKです）
・CHRLCDモジュールのイネーブルポート、Ｅ は 抵抗にてプルダウンしてあります（無用なＬＣＤモジュールへの
書き込みを避ける） ・このＣＨＲＬＣＤモジュールのロジック部分は3.3Vにても動作します。（ 厳密に言いますと
内蔵されています発振freqが低下します* ので ちょっとした対応が必要ではあります。） ・ところがLCD表示部分は
どうしても 4Vちょっとの電圧が必要となりまして CHRLCDモジュールの3番ピン、Voに-1〜-2Vのマイナス電圧を
コントラスト調整のVRを経由して与えます。 今回の作品では 回路図に示しておりますように フリースケール社の
１６ピンDIPワンチップマイコン、
MC9S08QG8にて
それのすばらしい機能の一部であるタイマ割り込みを活用し
ポートA3に１０ｋHzの矩形波の出力させて キャパシタとダイオード 各２点でマイナス電圧に変換し それを得ました。
消費電流はわずかで これで十分なコントラストの表示です。 いずれ このマイコン機能も活用し 機能拡張をするかな？
という 夢も込めました （まずは その４で実現させたロータリエンコーダを取り込もうかな？ このマイコンは なかなか
いいです。 ＰＩＣマイコンをかなり使い込んできましたが 最近は このフリースケールマイコンに乗り換えつつあります ）
Armadillo300のGPIOポートにちゃんとしたピンコネクタを装着。 動作確認用のLED点灯表示の小物ケーブル、コネクタ
工作も用意し テストを繰り返しながら Armadillo-300の駆動プラグラムの作成に入りました。 ここらは 入手後間もない
ことですので 探りながらの一進一退の調査、評価作業を兼ねました。 実例としては Armadillo-210のHowToページの
キャラクターディスプレイをつけるを 参考にしながらの 駆動や応用部分の一連のソフト開発です。
最後の応用部では
以前のArmadilloで作った
ものに修正を加えながら 一応の動作が確認できるところまで やっとたどり着いたところです。
下の写真: 左はメニュー画面で、 右が全体 日時表示が 27 Feb 2007 16:?? ですね 小物はチェック用の8xLEDモジュール
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先に上げた A210の例ではデバイスドライバまで作っていましたが いまは gpioドライバは まだまだ 力不足ゆえ
弄らずに Cで書いてコンパイルする chrlcd.cを作成し それを介在させて 応用側は スクリプトで纏めることにした。
以前のArmadilloで作ったのを修正しながら スクリプトで loop,jp,などを整備した。 chrlcd.cも便利なオプション
コマンドを順次追加しながら 20文字4行のLCD英数字表示と 5つのボタンSWのセンスで メニュー対話式を実現させた。
ユーザエリアの ./loopをbgで起動しておけば A300 GPIOポートピンコネクタケーブルの着脱で chrlcdモジュールの
存在を監視し 切り替わります。 結果 一応 先例のcalcは未だだが Armadillo専用端末並みの動作を確認しました。
作成したソフト一覧：
cにて作成し Coliunuxクロス開発環境下でコンパイル 出来た実行プログラム chrlcd をユーザエリアへ chmod755
chrlcd.c がメイン 以下はインクルード用
port_dr.c
chrlcd.h
Usage表示： ./chrlcd "str", start, end, clear, pos n n、 rd_status, put chr loop, b_chk/(rtn:) などあって
CHRLCDモジュールへの各種コマンド、文字列表示 そして ボタンデータの読み取り（リターン値あり）が まあ高速です
進展に従って いろいろなオプションコマンドを拡充していったので 整理はしたつもりだがチェック用のも残っています
つまり 今回の開発途中の GPIOポートを直接観察しての動作確認で 一時的中間的なコマンドを沢山用意し使用しました。
一部 ./loopでの動作中に同時使用で干渉しますので用済み後消去しました。 こうして ベースにしたa-300純正のgpioctrl
の 動作内容を分析しつつ いいとこ取りをさせて頂きました。 このときのチェック用が 写真の小物８ｘLEDモジュールです
応用で選択して使っていますが スクリプトとの組み合わせての使用で 不都合があると新しいのを追加してゆきました
例えば 文字列の中で スペースが連続した場合 スクリプトでの引渡しで一個だけのスペースに扱われて メニュー画面で
ちょっと困った。 取りあえず 今回はバッファエリアを用意して 期待するフォーマットでの表示出力を得ています。
スクリプトプログラムでは
j_p
loop
disp_t
db_henkan などです。 その他 メニューデータベース
database.datが Web画面で編集するcgi経由で作成準備されます。
ここら応用面での仕掛けは 先述の その４ に詳しく述べられています。 何分 流用ですので 楽させて頂きました。
さて これらが全て揃いますと あとは ユーザエリアでユーザ権限で ./loop& と走らせておけば ボタンタッチ
で いろいろメニューに従った表示が まあまあのスピード感で出てきます gpioポートへのケーブル着脱も CHRLCD
モジュールのイネーブルポートを 先述のようにこの表示器側で抵抗でプルダウンしていますので それをセンスして
行っていますが メニューセレクトで飛んでいったプログラム実行中もセンスさせるには 結構 きめ細かな配慮が要る
GPIOデバイスドライバは 連続データよりも個々のポートを独立に制御する場合に適したioctrlタイプで作られていて
文字データを連続的に送り込むことの多い このたびのケースでどうだろうかと 様子を見たが 遅い感じはしなかった
まずは めでたし ということで ホッとしています。 今年は暖冬気味で 年寄りの早起きには 楽が出来まして ようやく
このように 新モデル Armadillo-300のレポートをともかくさせて頂けました。 ただ まだまだLINUX入門者でして
ソフトの出来栄え・見栄えについては なんとも恥ずかしい限り なんです。一応 終ります ありがとうございました
楽しみなArmadillo-300 つぎは 折角の本格的なＬＣＤモジュールポートを活用すべく 仕込みをしよう かな？
− おわり −
*注）ＣＨＲＬＣＤモジュールのロジック部分は3.3Vにても動作しますが 内蔵OSCが 270kHzノーマルが 200kHz近辺に
低下します 表示リフレッシュなども低下しますし 書替え速度も低下 ということです。 判って使えば まず 問題はありません
270kHzに戻すには モジュール裏面のOSC部の抵抗,91kΩを75kΩにすることで行えますが まあ 今回はそのままで OKです
−−−−−−−−−−−−−−−−−− 作成： 2007-2-27 最終更新： 2007-2-28 −−
以下 コンパイル出来るようにするまでの様子を 日記から転記し 参考資料とします
まず初めに Colinuxにてクロスコンパイル環境を整備 カーネル再構築をしました。2007128作成の イメージは
hermitで Armadillo-300に搭載 うまく動作しました そして そのクロス開発環境下でLEDやGPIOのドライバ関係を
活かしました。 この整備では はじめ ＰＣで割り振ったColinuxの容量が不足だったようで容量を大きくしたことで
再構築途中の問題がなくなりました。 そして 自作のプログラムをコンパイルし動作させる準備に入りました。
目下のＰＣのColinuxの様子は 以下のサイズで Armadillo-300のクロス開発環境をすべて 取り込んでいます
df
Filesystem 1K-ブロック 使用 使用可 使用% マウント位置
/dev/cobd0 2066256 930660 1030740 48% / <-- ここに Armadillo-300のクロス開発環境：
AtmarkTechnoのＤＬサイトから いろいろ持って来ました
tmpfs 30936 4 30932 1% /dev/shm
/dev/cobd1 3963 2855 904 76% /mnt/modules
/dev/cobd2 2064208 1197216 762136 62% /home <-- これを 追加増強し ユーザ用作業エリアも充分に
nas:volume1/nas1 238737910 73051284 163299248 31% /ext
これコンパイル終了時のdellColinuxの様子 追加マウントの２Ｇの/home内に
dist kernelのソースと 結果がある やっと 余裕が出来たのが分かりますね
2007/01/28 それでは 先に Armadillo300のオリジナルI/Oのドライバを整備してみた
比較的簡単に 動作が確認出来た ＣＦ起動で 赤々と点いていたＬＥＤを制御可能にしました
ソフトマニュアルp.9に LEDデバイスドライバの詳細な使用方法は CD-ROMのatmarkDistソース、
/vendors/AtmarkTechno/Armadillo-300/lrdctrl のコードを参考にして下さい とあります
colinuxで展開してあったので そこを見たら .cやMAKEFILEなどあった コンパイルやろうと
したら 有難いことに 先程 再構築でやってあったので excutableなイメージ ledctrlが
出来ていた ちょっと乱暴だが そうではないらしい？ そのまま使ってみたら旨く行っちゃった
ＣＦ上の/home/saekisan/にftpで持って来て 755にした ./ctrl --offとやってみたら
/dev/ledがいないよ とのエラー それではと makenod /dev/led c 10 215 そして chmod 666に
これで ./ledctrl --on,off,status などが動作しました 10 215 はp.8に記述あります
確認できたので /bin/ に cp -a した これで 一般のコマンドとして 実行できます
楽して 行っちゃったので 悪乗りして 今度は gpioもやってみた はじめから出来ていて
mknodは不要だった 10 185でしたね （ところが 後で分かったのだが 660でした 666にした
rootでしか設定出来ないでよいのかも） そこで また ftpで gpioctrlを ホームに持って来て755に
./gpioctrl --get=all とやったら すべて入力 すべてHigh との表示出力が得られました
スタートアップマニュアルp.18に コマンド入力例があります --helpでもusage表示ある
さて キャラクタＬＣＤでも駆動してみるかな？ これが このたびの作品を手掛けた経緯ですね
Armadillo-300 ソフトウェアマニュアルのp.21では自作アプリケーションの作成方法は atmark-dist developers guideなどを参照せよ と いう そこで developers guide を読んでみた 2つやり方がある p.31のOut of Treeコンパイル は 新規の アプリケーションを atmark-distに変更を加えることなく手軽で atmark-distのビルドシステムを使いながらも atmark-distのディレクトリ外でコンパイルします でも この Makefile 簡単といいながら結構ゴツイその代わり 最終的な組み込みでROMFS化するときにはいい もうひとつのp.35の プロダクト別 例えばArmadillo-300固有 のアプリケーションにするなら これの方が簡単でいい A-300では ledctrlやgpioctrlが A-300固有のもので組み込まれているが それと同じ ですな クロスコンパイルにdellPCのcolinuxを使用した一度 カーネル再構築で実績があり また 一度 ビルドした atmark-distが ビルドシステムやライブラリ群を使うために必要ということです 今回のhelloは /home/saekisan/work_area_sae/atmark-dist-20061228/vendors/AtmarkTechno/Armadillo-300/hello というディレクトリを saekisanユーザ権限で作って やっています Armadillo-300というディレクトリに 先程紹介したledctrlやgpioctrlディレクトリもあって A-300固有のを やったのが分かります これらと同じ扱いで helloをテストしました このディレクトリに まず hello.c と Makefile の2つを WindowsPCでテキストエディタ （私は PerlEditorというのを使ってます）でつくり ftpでここへアップさせました そして colinuxで このディレクトリへ移って 内容確認の上 ユーザ権限のまま make とやるだけ 秒単位で 終ります すると 同じディレクトリに .o と 実行可能な helloファイルが出来てます 今度は helloだけを ftpバイナリで 一度ＰＣへ(デスクトップでもいいです）へ それを また ftp バイナリにて Armadilloの/home/saekisan/下に 置きます chmod 755 hello とやって ./helloで 実行させ 動作確認 このあと 一般コマンドにするには スーパーユーザ権限で cp -a にて/bin/に置くだけです 以下は カーネルを再構築した結果の情報です saekisan@Colinux:~$ ls -l work_area_sae/atmark-dist-20061228/images/ 合計 15996 -rwxr-xr-x 1 saekisan saekisan 3688501 2007-01-28 20:13 linux.bin -rw-r--r-- 1 saekisan saekisan 1764831 2007-01-28 20:13 linux.bin.gz -rw-r--r-- 1 saekisan saekisan 8388645 2007-01-28 20:13 romfs.img -rw-r--r-- 1 saekisan saekisan 2506031 2007-01-28 20:13 romfs.img.gz これが 今回出来上がった イメージです make dep allは 19:35でした 38分掛かりました Armaillo-300のＣＦ起動のdmesg出力の頭の部分 Linux version 2.6.12.5-at1sae <==ここ saeになってる dmesg Linux version 2.6.12.5-at1sae (saekisan@Colinux.saekisan.com) (gcc version 3.4.4 20050314 (prerelease) (Debian 3.4.3-13)) #1 Sun Jan 28 19:53:51 JST 2007 CPU: ARM926EJ-Sid(wb) [41069264] revision 4 (ARMv5TEJ) **** 頭の部分に Linux version 2.6.12.5-at1sae とサブバージョン名 saeになってますね ところで カーネル再構築を急いだ理由は １ＧＢのコンパクトフラッシュ起動で 外部との情報交換で nfsdを装備したい というのが動機でしたが nfsdは http://www.st.rim.or.jp/~shindo/tips.htmlによれば カーネル再構築せずとも nfs-user-server パッケージによって ユーザレベルのデーモンプログラムで nfs を処理出来る ということで カーネル再構築後の いまもそれを使用しています しかしながら ＣＦ起動で 使用しているブートにあるイメージ では 無線ＬＡＮ機能を生かしていないことも判り カーネル再構築は必須と言えますね 一度 構築しておけば romfs.imgをloopマウントし 例えば excutableなイメージ ledctrlやgpioctrlは A-300固有のもので ここから 持ってくることで 組み込まれます また ＣＦ起動で まず iwconfigが通らない そこで 先に再構築でつくったイメージから 同様に mount -o loop /www/image_save_a300/romfs.img /mnt/ とやって 読めるようにした ここから cp -a /mnt/bin/iwconfig /bin/ cp -a /mnt/bin/iwpriv /bin/ cp -a /mnt/bin/wlanconfig /bin/ cp -a /mnt/lib/libiw.so.27 /lib/ と4つをコピー これで ＬＡＮ関係のコマンド実行が出来るようになりました そして その後 いろいろ探りながら 起動スクリプトなども作りまして いまは WEP暗号化で パソコン側の無線LANルータ との切り替えの容易さの必要もあって Armadillo-300もひとつのアクセスポイント,apの設定で稼動させています ブリッジ機能もapt-getにて導入設定し（その後 再構築で作ったromfsに すでにbrctlがあるのを発見しましたが） ルータの無線LAN経由でも A-300経由でも（いずれも有線LANも同時に活かしてます） 無線LAN装備のパソコンから 自宅LAN内のどのLinuxサーバにも また 重宝している自宅内ＮＡＳについても通っています。 だが いまは ファイアウォールなのか Armadillo-300のブリッジ装備だけでは このアクセスポイント経由では 外部には繋がっていません。（まあ ここまで行けば Armadillo300のソフト開発には支障はないので いいか？） それでも Armadillo-300と無線LAN装備のパソコンだけの持込で 格好良くデモが出来 ちょっと感激です 2007/01/16 本日 昼ごろ 待ちに待ったArmadillo300が届いた 最新のモデルだね やはり というのが第一印象 昼飯もそこそこで 開封 おまけの手回し携帯電話用充電装置は Digi社の社名入りの記念品だね CDROM２枚の内 Armadillo300の方から 相当量のマニュアル、データシートを まずはレーザープリンタ駆使して プリントアウト （もう一枚のCDROMはアットマークテクノ社推奨の開発統合ソフトだとか それは後の楽しみに） いいねぇ 日本語だよ うれしいです 本当に （最近は Freescale社のMC9S08QG8ワンチップマイコンに懸りっきりで よくもまあ１６ピンパッケージに 沢山の機能を詰め込んだものだと ただただ唸るばかりに感激させられます フリーの統合開発環境も含め 最新のすごいよく出来たものでして当分飽きない興味津々の代物なんです 我がＨＰでいずれ紹介のつもり がしかし 資料がすべて英文なんです また参考のプログラムのコメント部分の英文は この分野なりの俗語？も多々ありで 少々目も悪くなっていてげっそりしていたところでしたので） スタートアップ･ガイドにしたがって 機能確認をすすめた ネットワークの設定で固定IPを与えてみた この設定の内容は フラッシュメモリエリアに簡単に保存できるようになっていて 電源再投入でROM固定初期化されてしまうことはなく 気が利いている ただ passwd変更やuser追加などは 再起動で消えてしまう telnetサーバ ftpサーバやWebサーバの動作を確認 このモデルの特徴の ワイヤレスLANの動作確認はあとまわし このコンパクトなサイズのROM起動での応用は先々の組み込みでやるのだが このままでの使用はまあ考えられない 早々にＣＦ起動のDebianSargeにすることにした Software Manualのp.23からの手順を踏んだ 初代Armadilloで使用していた１ＧＢのコンパクトフラッシュを パーティション分けはそのままに mke2fs -O none /dev/hda1にて初期化 ftp用に ramfsのマウントし 今回は Debian GNU/Linuxを構築 /bootにImage.gzを持ち込む 夕方までに ＣＦシステムから起動出来た apt-get update これには /etc/network/resolve.confに nameserverの設定が必要 あとは apt-get istallで telnetd、ntpdateなどをとりあえず導入した ntpdateでは localegenも更新必要とかで 延々と 以下は ＰＣ Colinuxに用意したクロス開発環境です： さて Armadillo-300の開発環境について： AtmarkTechnoのＤＬサイトから いろいろ持って来ました 添付のＣＤ−ＲＯＭにあるだけでは 当然ながら足りません パソコンで拾って colinux側へ (/etc/fstabを編集し 自宅設置のＮＡＳをnfsマウントしてありまして 結構楽してます) そこで .deb を ルート権限にて dpkg-iで どんどん入れた、 Index of /debian/sarge http://download.atmark-techno.com/debian/sarge/の様子です Name Last modified Size Description [DIR] Parent Directory 28-Oct-2006 13:28 - [ ] Packages 28-Oct-2006 13:37 61k [ ] Packages.gz 28-Oct-2006 13:37 12k [ ] Sources 01-Mar-2006 08:13 0k [ ] Sources.gz 01-Mar-2006 08:13 1k [ ] a220-development-environment_1_i386.deb 17-Oct-2006 13:15 2k [ ] a220-development-environment_2_i386.deb 17-Oct-2006 13:28 2k [ ] a220-development-environment_3_i386.deb 28-Oct-2006 13:25 2k [ ] a230-development-environment_1_i386.deb 17-Oct-2006 13:15 2k [ 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libstdc++5-powerpc-cross_3.3.5-13_all.deb 17-Jan-2006 17:05 284k [ ] libstdc++5-powerpc-cross_3.3.5-8_all.deb 07-Apr-2005 16:03 285k [ ] libstdc++6-0-arm-cross_3.4.3-13_all.deb 02-Jun-2006 15:32 319k [ ] libstdc++6-0-dbg-arm-cross_3.4.3-13_all.deb 02-Jun-2006 15:32 4.2M [ ] libstdc++6-0-dev-arm-cross_3.4.3-13_all.deb 02-Jun-2006 15:32 841k [ ] libstdc++6-0-pic-arm-cross_3.4.3-13_all.deb 02-Jun-2006 15:32 432k [ ] linux-kernel-headers-arm-cross_2.5.999-test7-bk-17_all.deb 02-Jun-2006 15:32 1.4M [ ] linux-kernel-headers-powerpc-cross_2.5.999-test7-bk-16_all.deb 01-Mar-2005 04:08 1.3M [ ] m4-arm-cross_1.4.2-1_all.deb 19-Oct-2006 12:37 1k [ ] shoehorn-at_1.0.0_i386.deb 16-Dec-2005 17:23 16k [ ] zlib1g-arm-cross_1.2.3-3_all.deb 02-Jun-2006 15:32 44k [ ] zlib1g-dev-arm-cross_1.2.3-3_all.deb 02-Jun-2006 15:32 71k Apache/1.3.33 Server at download.atmark-techno.com Port 80 これらの http://download.atmark-techno.com/debian/sarge/ にある全てを拾いました dpkg -lでみると Uマーク付きで展開されたがインストールされていないものもあったが このあと apt-get installで 何かを追加しようとしたとき 親切にも その前に 以前のでまだインストールされていないので apt-get -f installをやったら といってくれたので その通りしたら 依存関係にある未インストールの かなりの-dev関係が いちいち調べないでも入ってくれました dpkg -lで出たログをプリントアウトして ざっとみたら AtmarkTechno推奨のATDE、http://download.atmark-techno.com/atde/ のラストに こっそり インストールされているソフトウェアの一覧があって 確認することができますと書いてあった http://download.atmark-techno.com/atde/atde-dpkg-list.txt と比べると まあまあだったので これで カーネル再構築へ入りました （結構 なにが必要なのか探し回ったです 再構築途中で止まってしまったり 出来たのが hermitで送り込んで 動かなかったりで 何度も 試みた結果の結論です）エリア不足で欠陥のあるimageになっていた模様です ----- ここらの様子から もう２Ｇを/homeに増量マウントすることにしました 結果ＯＫでした さて そのやり方を記しておきます： AtmarkTのＤＬページから ２Ｇのhome_fs.zipを頂く 展開して colinuxプログラム実行の作業エリアのフォルダに置いた 楽をしたCDROM使用ですので コツがあります 探し方は dellPC上の 起動アイコンのプロパティみてリンク先を見ると そこが作業エリアです 次に .xmlではなく .xm_という方を書き換えます 0,1,7を使用中で 2にhome_fsを追記 ＜block_device index="1" path="\DosDevices\C:\Program Files\MediaLabDistribution\modules.loop" enabled="true" /＞ => ＜block_device index="2" path="\DosDevices\C:\Program Files\MediaLabDistribution\home_fs" enabled="true" /＞ ＜block_device index="7" path="\DosDevices\C:\Program Files\MediaLabDistribution\swapfile" enabled="true" /＞ （注意： ここの＜＞はhtmlで表示させるために英数半角ではないので コピペ使用はダメです） colinuxの/etc/fstabに /dev/cobd2 を /home に追加マウントすることを追記 colinux再起動で saekisan@Colinux:~$ mount /dev/cobd0 on / type ext3 (rw) proc on /proc type proc (rw) sysfs on /sys type sysfs (rw) devpts on /dev/pts type devpts (rw,gid=5,mode=620) tmpfs on /dev/shm type tmpfs (rw) /dev/cobd1 on /mnt/modules type ext2 (rw) /dev/cobd2 on /home type ext3 (rw) nas:volume1/nas1 on /ext type nfs (rw,addr=192.168.1.100) saekisan@Colinux:~$ というように /homeに２Ｇ追加マウントされています df Filesystem 1K-ブロック 使用 使用可 使用% マウント位置 /dev/cobd0 2066256 930660 1030740 48% / tmpfs 30936 4 30932 1% /dev/shm /dev/cobd1 3963 2855 904 76% /mnt/modules /dev/cobd2 2064208 1197216 762136 62% /home nas:volume1/nas1 238737910 73051284 163299248 31% /ext というように 再構築実行後の様子でも 余裕あるのが分かりますね これで 安心だ！！ workエリアのある/homeで１Ｇ超えてる これの他でも １Ｇ近くですね おわり