コグノスケ

FreeRTOSで遊ぼう その5 - FreeRTOSのパッチ投稿の経過

目次: FreeRTOS

FreeRTOSへ送ったPull Requestにレビューコメントが来ました。確かPull Requestは9/14に送ったので1か月半くらい経ってます。FreeRTOSはのんびり屋さんですね。

あまりにも昔なので、送ったことを忘れかけていましたが、せっかくレビューしていただきましたし、内容を思い出しつつ、指摘事項を全て修正して再送しました。

ただ残念ながらFreeRTOSはSMPに対応していないのがわかったときから、あんまり興味がなくなっちゃったんですよね……。

世の中にはSMP対応の派生コード（Xtensa用 by Cadence, Tensilica）、SMPではないマルチコア対応の派生コード（Kendryte用 by Canaan Inc.）もありますが、本家がマルチコア化に全く手を出していないところを見ると、FreeRTOSは質素が売りなんでしょうね。

ROCKPro64のI2Sクロックとピン制御

目次: ROCK64/ROCKPro64

ROCKPro64でI2S0を無効にすると、なぜか無関係なはずのアナログオーディオ（I2S1）が鳴らなくなる、謎の挙動を示します。原因を調べてみると搭載SoCであるRockchip RK3399の不思議な設計が原因でした。

I2Sは大まかにいうと4種類の信号を使います。

MCLK

マスタークロック。DACなどを駆動させるためのクロックです。LRCKの2のべき乗倍を要求されることが多いです。典型的な倍率は128, 256, 384, 512など。

SCLK

システムクロック。I2Sデータの1ビットを表すクロックで、LRCKの64倍です。

LRCK

LRクロック。I2Sデータフレームのビットが、LチャネルまたはRチャネルのどちらに属するかを示すクロックです。クロック周波数＝サンプリング周波数です。

DATA

データ。I2S, Left Justify, Right Justifyなどエンコーディングの方法は何通りかあります。

SoC（RK3399）の仕様

RK3399の仕様をみるとMCLKの出力（RK3399のピン名だとI2S_CLK）をI2S0とI2S1で共用しています。普通、MCLKはI2Sに流す信号によって周波数が変わりますから、共用はしません。できる場合もありますが限定的です。

I2Sのハードとしては性能は等価に見えます。ただしSoCのピン設定の仕様を見る限りでは、I2S0は8ch出力まで可能、I2S1は2ch出力のみ可能です。

ボード（ROCKPro64）の仕様

I2S0はRaspberryPi互換ピンヘッダに出力されていますが、MCLKは出力されていない不思議な構成です。MCLKがなくても動くDACはあるのでしょうか……？

I2S1はEverest ES8316というDACに接続され、アナログオーディオIn/Outを実現しています。I2S_CLKはI2S1用、つまりES8316のMCLKに接続されています。

ROCKPro64の仕様としては、I2S0は遊ばせていて、I2S1はアナログオーディオ用に接続している、と考えれば、特に違和感はない構成です。

OS（linux-next）の仕様

Device Treeを見ると、I2S_CLKはI2S0の有効、無効の設定に連動して、出力ピンが制御されるように実装されています。

しかし先ほども言った通りROCKPro64の場合は、I2S_CLKはI2S1のために使われているので、この設定はボードの配線と合っていません。

直し方としては、I2S_CLKをI2S0に連動させる設定（既に存在する）に加えて、I2S_CLKをI2S1に連動させる設定を加えて、ボード側でピン設定を選ぶようにすると直せそうです。Device Tree内のピン設定がやたら増えるのは難点ですが、RK3399の仕様に由来するので仕方ないですね。

算数の問題

Twitterでこんな問題（リンク）を見かけたので、やってみました。緑色の図形の面積を求めよ、という問題です。

問題

算数で解く＝方程式やルートを使わない、という意味だと理解し、図形の合同性だけで解いてみます。

解答例

こんな感じで答えは4です。小学生にも解ける問題といえばそうなんでしょうけど、自分が小学生だったころに解けただろうか、と考えるとどうだろうね？

ROCK64/ROCKPro64 - まとめリンク

目次: ROCK64/ROCKPro64

ROCK64

ROCK64ブート周りの話のまとめ。

• ROCK64購入
• ROCK64とU-Bootのdistro boot
• ROCK64のU-Bootスクリプトを読む
• ROCK64のカーネルだけ元に戻したい
• Welcome back ROCK64
• ROCK64とTinker BoardのU-Boot設定メモ
• ROCK64をRaspberry Pi 3のケースに無理やり格納

ROCK64オーディオ周りの話のまとめ。

• ROCK64のアナログオーディオ - その1 - I2Sとクロックレジスタ
• ROCK64のアナログオーディオ - その2 - I2SのDMA問題
• ROCK64のアナログオーディオ - その3 - I2S2を認識しない問題解決（DMAチャネル数の問題だった）
• ROCK64のアナログオーディオ - その4 - I2S1が動かない問題解決（クロックゲート定義のバグを直した）
• ROCK64のアナログオーディオ - その5 - アナログオーディオが動かない問題解決（ACODECドライバがなかったから移植）
• ROCK64のアナログオーディオ - 手ごわい44.1kHz系
• ROCK64のアナログオーディオ - RK3328のACODEC
• ROCK64のアナログオーディオ - その6 - 44.1kHzのPCMを再生できない問題解決（GPLLクロック定義のバグを直した）
• ROCK64のアナログオーディオ - その7 - 32kHz → 44.1kHzの順でPCMを再生できない問題解決（fractional dividerの実装を変えた）
• デグレ確認のためASUS Tinker Board購入
• Tinker Boardでは不具合再現せず
• ROCK64でHDMIオーディオを使う
• ROCK64のUSBをデグレさせた
• ROCK64の音がlinux-nextで鳴らなくなった

ROCKPro64

ROCKPro64シリアル文字化けの話のまとめ。

• ROCKPro64のシリアル文字化け - オシロスコープで解析
• ROCKPro64のシリアル文字化け - 回路図を見る
• ROCKPro64のシリアル文字化け - パッチ投稿
• ROCKPro64のシリアル文字化け - LKMLでの議論
• ROCKPro64のシリアル文字化け - 結論
• ROCKPro64のシリアル文字化け - U-Bootとの比較
• ROCKPro64のシリアル文字化け - 真因発見か？

ROCKPro64オーディオの話のまとめ。

• ROCKPro64のHDMI Audioを有効にする
• ROCKPro64とアナログオーディオ - その1 - linux-nextのドライバ
• ROCKPro64とアナログオーディオ - その2 - Headphone Mixerボリュームのバグ
• ROCKPro64とアナログオーディオ - その3 - DACボリュームの仕様？
• ROCKPro64とオーディオDAC - その1 - I2Cスレーブアドレスの謎
• ROCKPro64とオーディオDAC - その2 - V2.0ボードとV2.1ボード
• ROCKPro64とオーディオDAC - その3 - Linuxのパッチ
• ROCKPro64対ONKYOでSin波の美しさ勝負
• ROCKPro64と音声ビットストリームパススルー出力
• ROCKPro64とSPDIF/HDMIビットストリームパススルー
• ROCKPro64のHDMIから音を出すKconfig設定
• ROCKPro64のI2Sクロックとピン制御

ROCKPro64のその他の話のまとめ。

• ROCKPro64とPCI Express - 動作せず
• ROCKPro64とPCI Express - 解決編

ARM関連の話。

• ARM SBCリスト
• TinkerBoardが起動しなくなった
• ARM SBCリスト2
• サーバ向けプロセッサでは最強のIntel

テスラはバッテリーも作ります

【速報】テスラ「バッテリー・デー」のポイントを解説 - EVsmartブログ を読んで。

約1か月前のニュースですが「電池は自分で作るんで！さよなら！！」と鮮やかにポイ捨てされたパナソニックさん。

一緒に5000億の工場（ギガファクトリー1）を作り始めた（※1）かと思いきや、投資回収どころか、工場完成してないのに縁切り宣言を始める辺り、テスラは気が短すぎます。この決断スピードには、パナソニックはとても付いていけないでしょう。

今だから思いますが、ギガファクトリー1はうまく（？）できていて、セル：パナソニック、アセンブリ：テスラの分担となっていますので、テスラは離脱してもほぼ損害がありません。テスラは最初からバッテリー自社生産を狙っていたのでは？とすら感じます。

いずれにせよ困るのはパナソニックで、テスラに離脱されると、大量の2170セル生産能力が余ります（※2）。18650に転換してもテスラ並みの需要を持つ顧客はいるでしょうか？

（※1）ギガファクトリー1は合弁で建てているので、パナソニックとテスラの負担割合はわかりません。さすがにゼロってことはないでしょう。

（※2）ギガファクトリー1は、テスラ専用の2170（直径21mm x高さ70mm）という微妙にでかいバッテリーセルを作っており、標準的な18650（18mm x 65.0mm）セル使う機器には使いまわし効かないように見えます。

三洋に続くパナソニック爆死案件なのか？

5年位前にギガファクトリー1のニュースを見たときは「テスラと組むなんて、パナソニックも変わったなあ〜」なんて感動しました。パナソニックの社運を賭けた投資、なんてニュースも目にしたものです。

ぼーっとしているとテスラに置いて行かれ、数年後にはギガファクトリー1が、パナソニックの大型失敗案件、砺波CCD（1000億）、尼崎プラズマ（4000億？）、三洋合併（6000億円？）にランクインしてしまいそうです。

完全にテスラに寄りかかって、何も考えてないパナソニックが悪い、ダシにされて当然だろ？っていわれたら、何も言い返せないですが、さすがに合弁作ってハイさようならは、ご無体すぎて可哀想ですね……。

メモ: 技術系の話はFacebookから転記しておくことにした。加筆修正。

Zephyr OSで遊ぼう その27 - SMP対応、デグレードの修正

目次: Zephyr

前回はリグレッションテストの実行環境を整備しました。今回はリグレッションテストで見つけたバグを修正します。

バグその1、割り込みハンドラ判定関数

テストtests/kernel/smp/kernel.multiprocessing.smpが失敗しています。

ASSERTION FAIL [!arch_is_in_isr()] @ ZEPHYR_BASE/kernel/sched.c:1209

テスト対象のarch_is_in_isr() の実装を見ると、シングルコアを前提とした実装になっています。

// zephyr/arch/riscv/include/kernel_arch_func.h

static inline bool arch_is_in_isr(void)
{
	return _kernel.cpus[0].nested != 0U;    //★シングルコア前提になっている★
}


// (修正後)

static inline bool arch_is_in_isr(void)
{
	return arch_curr_cpu()->nested != 0U;
}

直し方はarch_curr_cpu() に置き換えるだけで良さそうです。

バグその2、IPIのテスト用コンフィグへの対応

他のテストではsched_ipi_has_calledが0のままらしく、怒られています。

Assertion failed at ZEPHYR_BASE/tests/kernel/smp/src/main.c:602: test_smp_ipi: (sched_ipi_has_called != 0 is false)

テスト対象のsched_ipi_has_calledをカウントアップする処理は下記のとおりです。

// zephyr/kernel/sched.c

#ifdef CONFIG_SMP
void z_sched_ipi(void)
{
	/* NOTE: When adding code to this, make sure this is called
	 * at appropriate location when !CONFIG_SCHED_IPI_SUPPORTED.
	 */
#ifdef CONFIG_TRACE_SCHED_IPI
	z_trace_sched_ipi();
#endif
}


// zephyr/tests/kernel/smp/src/main.c

#ifdef CONFIG_TRACE_SCHED_IPI
/* global variable for testing send IPI */
static volatile int sched_ipi_has_called;

void z_trace_sched_ipi(void)
{
	sched_ipi_has_called++;
}

コンフィグCONFIG_TRACE_SCHED_IPIが有効になっているときは、カーネルがz_trace_sched_ipi() を呼び出します。テストではCONFIG_TRACE_SCHED_IPIを有効にするとともに、この関数を定義して、カーネルから正常にコールバックされるかどうかを見ているようです。

以前（2020年10月16日の日記参照）、IPIのハンドラを実装した際にコメントアウトしてくれ、と言っていた部分がありました。あの部分が役に立ちます。

// zephyr/drivers/timer/riscv_machine_timer.c

#ifdef CONFIG_SMP
void z_riscv_sched_ipi(void);

static void soft_isr(const void *arg)
{
	volatile uint32_t *r = (uint32_t *)RISCV_MSIP;

	ARG_UNUSED(arg);

	*r = 0;
	z_riscv_sched_ipi();    //★この行を足す★
}
#endif


// zephyr/arch/riscv/core/cpu_smp.c

#ifdef CONFIG_SMP
void z_riscv_sched_ipi(void)
{
	z_sched_ipi();
}
#endif

本当は直接z_sched_ipi() を呼べば良いんですが、drivers以下のソースコードからはz_sched_ipi() を呼ばない方が良さそう（関数プロトタイプが見えない）だったので、arch/riscvを経由させる変な実装になっています。どう実装するのが正しいんでしょうねえ？

これでSMP系のテストを通過しました。良かった良かった。