2016/01/12

Raspberry Pi：distcc分散式編譯器系統（4塊Model B+板子）

之前的文章「使用distcc加速編譯（Raspberry Pi+Raspbian）」，把編譯工作分散到2塊Model B板子上，加快建置速度。這一篇只是改成4塊Model B+板子而已，但在pump模式與組態設定檔的部份有些許更新；話說回來，其實應該改用Pi Zero才對。

硬體部分是4塊Raspberry Pi Model B+板子，記憶卡皆是SanDisk Ultra Micro SD 8GB，電源部分採用anidees的產品5 Port USB Charger 25W，然後使用乙太網路線連接到ZyXEL的GS-108B（8埠桌上型超高速乙太網路交換器），這台交換器再接到Wi-Fi無線路由器，連上網路。

左邊乙太網路交換器，中間4塊rpi板子，右邊電源供應器。
作業系統是Raspbian Jessie Lite（2015-11-21），初始設定（區域設置、鍵盤配置、時區、等等）完成後，更新套件清單並升級：
$ sudo apt-get update; sudo apt-get dist-upgrade -y

distcc可把C/C++/Objective-C程式的編譯工作，分散到網路上的別台機器。distcc本身不是編譯器，而是編譯器的前端介面，預設行為是把前置處理完畢的原始程式檔，傳送到給另一台機器進行編譯，因此另一台機器需要安裝適當的編譯器，並且執行distccd，接收編譯要求。

底下皆以gcc為範例，Raspbian預設已安裝：
$ gcc --version
gcc (Raspbian 4.9.2-10) 4.9.2

首先安裝distcc套件，每一台機器都要安裝：
$ sudo apt-get install distcc

安裝後會有指令distcc、指令distccd、以及其他。

$ distcc --version
distcc 3.1 arm-unknown-linux-gnueabihf
  (protocols 1, 2 and 3) (default port 3632)
  built Nov  7 2014 11:06:15
Copyright (C) 2002, 2003, 2004 by Martin Pool.
Includes miniLZO (C) 1996-2002 by Markus Franz Xaver Johannes Oberhumer.
Portions Copyright (C) 2007-2008 Google.

 distcc comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY.  distcc is free software, and
you may use, modify and redistribute it under the terms of the GNU
General Public License version 2 or later.

 Built with Zeroconf support.

 Please report bugs to distcc@lists.samba.org

底下先以手動方式進行，之後會記錄在組態設定檔。

首先試試一般編譯需要多少時間，以zlib這套程式庫為測試對象，下載、解壓縮、組態、開始以make建置。此處不安裝，所以不執行指令make install。
$ wget http://zlib.net/zlib-1.2.8.tar.gz
$ tar zxvf zlib-1.2.8.tar.gz
$ cd zlib-1.2.8
$ ./configure
$ time make test

結果如下：
...省略...
zlib version 1.2.8 = 0x1280, compile flags = 0x55
uncompress(): hello, hello!
gzread(): hello, hello!
gzgets() after gzseek:  hello!
inflate(): hello, hello!
large_inflate(): OK
after inflateSync(): hello, hello!
inflate with dictionary: hello, hello!
                *** zlib 64-bit test OK ***

 real    2m4.111s
user    1m59.470s
sys     0m2.780s

嗯，花了2分4秒。接下來試試分散編譯，先刪除之前的東西，重新解壓縮，這樣比較準。

以底下指令設定欲接受分散編譯要求的機器，我的每台機器（4塊rpi板子）皆位於同一區域網路內，網址是192.168.1.x，所以如下設定：
$ distccd --daemon --allow 127.0.0.1 --allow 192.168.1.0/24

distccd扮演伺服器的角色，負責接收distcc傳來的編譯要求，以--allow設定可傳進編譯要求的機器。

我把4塊板子的主機名稱（hostname）分別設為rpi_p1、rpi_p2、rpi_p3、rpi_p4。如下以環境變數設定要把編譯要求丟到哪些機器上：

rpi_p1增加環境變數，
$ export DISTCC_HOSTS="rpi_p2 rpi_p3 rpi_p4 localhost"

rpi_p2增加環境變數，
$ export DISTCC_HOSTS="rpi_p3 rpi_p4 rpi_p1 localhost"

rpi_p3增加環境變數，
$ export DISTCC_HOSTS="rpi_p4 rpi_p1 rpi_p2 localhost"

rpi_p4增加環境變數，
$ export DISTCC_HOSTS="rpi_p1 rpi_p2 rpi_p3 localhost"

代表distcc可傳送編譯要求的機器。

然後開始建置zlib，指令如前，但要加上CC=distcc。
$ time make test CC=distcc

咦，居然花了2分8秒，比以前還慢啊！因為指令下錯了，還需要加上-j，因為我有四台機器，所以先試試-j4，
$ time make test -j4 CC=distcc

花了43秒，比之所花時間（2分4秒）的四分之一（31秒）還要多，額外的時間花在分散工作、傳輸等等。我試著改成-j8，花費39秒。

嗯，很不錯，讓我們試著新增或修改組態設定檔吧，不必每次自己手動輸入指令，其實就是把之前的東西寫入檔案，如此而已。首先修改/etc/default/distcc，應含如下內容（其餘東西不變）：
STARTDISTCC="true"
ALLOWEDNETS="127.0.0.1 192.168.1.0/24"
LISTENER="0.0.0.0"

STARTDISTCC設為"true"代表開機時會自動執行distccd；ALLOWEDNETS則設定允許哪些機器可傳入編譯要求；LISTENER則代表要聆聽哪個網路介面，"0.0.0.0"代表全部。

接下來是修改/etc/distcc/hosts，此檔是給整台機器用的；若個人帳號有不同設定，則是放在~/.distcc/hosts裡：
rpi_p1的內容：
rpi_p2 rpi_p3 rpi_p4 localhost

rpi_p2的內容：
rpi_p3 rpi_p4 rpi_p1 localhost

rpi_p3的內容：
rpi_p4 rpi_p1 rpi_p2 localhost

rpi_p4的內容：
rpi_p1 rpi_p2 rpi_p3 localhost

搞定，然後重開機，便能以之前介紹的make指令進行編譯。

3.0版的distcc開始支援pump模式，除了編譯工作、也把前置處理工作分散到別台機器，因此別台機器須擁有相同的系統標頭檔，至於應用程式（建置對象）特有的標頭檔，仍由distcc傳輸；另外還有壓縮功能，速度應會更快。先安裝套件distcc-pump，每一台機器都要：
$ sudo apt-get install distcc-pump

rpi_p1修改環境變數，
$ export DISTCC_HOSTS="--randomize localhost rpi_p2,cpp,lzo rpi_p3,cpp,lzo rpi_p4,cpp,lzo"

rpi_p2修改環境變數，
$ export DISTCC_HOSTS="--randomize localhost rpi_p3,cpp,lzo rpi_p4,cpp,lzo rpi_p1,cpp,lzo"

rpi_p3修改環境變數，
$ export DISTCC_HOSTS="--randomize localhost rpi_p4,cpp,lzo rpi_p1,cpp,lzo rpi_p2,cpp,lzo"

rpi_p4修改環境變數，
$ export DISTCC_HOSTS="--randomize localhost rpi_p1,cpp,lzo rpi_p2,cpp,lzo rpi_p3,cpp,lzo"

其中--randomize代表先打亂接受分散編譯要求的機器，cpp代表有pump模式，lzo代表要壓縮。建置指令如下：
$ time distcc-pump make test -j4 CC=distcc

花了42秒，差不多，或許跟測試對象有關，我只有4台機器，效果不明顯吧。同樣的，也可以把此處設定放進/etc/distcc/hosts或~/.distcc/hosts。

在distcc執行時，以指令distccmon-text可得知其狀態：
$ distccmon-text
  3339  Compile     ngx_http_variables.c                          localhost[0]
  3350  Preprocess                                                localhost[2]
  3343  Compile     ngx_http_script.c                                rpi_p3[0]
  3347  Compile     ngx_http_upstream.c                              rpi_p4[0]

我又試著建置nginx（1.9.9版）， 只一台機器需要8分鐘，四台機器與pump模式的話，需要4分鐘18秒。

搞定收工，用紙盒幫rpi做個家吧，很簡陋。
割開，露出電源插座。
割開，露出網路插座。

參考資料：
位於

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