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Zephyr SDKのhosttoolsは移動してはいけない、その2 - インストール時のバイナリ書き換え

目次: Zephyr

Zephyr SDKのhosttoolsを移動したらハマったので、メモしておきます。

Zephyr SDKは自前のhosttools（dtcやopenocd、qemuなど）のバイナリを持っていてシステム側のバイナリのバージョンによる不具合などを避けて必要なツールを使うことができます。が、インストールしたパスに強く依存していてディレクトリを移動させると動かなくなります。

今回は動かないバイナリを観察してなぜ動かないのか調べます。

バイナリを観察する

ダイナミックリンカーのパスは実行バイナリに含まれています。

$ readelf -S ./sysroots/x86_64-pokysdk-linux/usr/bin/dtc

There are 29 section headers, starting at offset 0x1e7b8:

Section Headers:
  [Nr] Name              Type             Address           Offset
       Size              EntSize          Flags  Link  Info  Align
  [ 0]                   NULL             0000000000000000  00000000
       0000000000000000  0000000000000000           0     0     0
  [ 1] .interp           PROGBITS         00000000000002a8  000002a8  ★これ★
       0000000000001000  0000000000000000   A       0     0     1
  [ 2] .note.gnu.bu[...] NOTE             00000000000012a8  000012a8
       0000000000000024  0000000000000000   A       0     0     4


$ hexdump -C ./sysroots/x86_64-pokysdk-linux/usr/bin/dtc

...略...

00000290  10 09 00 00 00 00 00 00  10 09 00 00 00 00 00 00  |................|
000002a0  01 00 00 00 00 00 00 00  2f 68 6f 6d 65 2f 6b 61  |......../home/ka| ★.interpセクションヘッダ★
000002b0  74 73 75 68 69 72 6f 2f  74 65 73 74 2f 7a 65 70  |tsuhiro/test/zep| ★環境依存のパスがある★
000002c0  68 79 72 2d 73 64 6b 2d  30 2e 31 36 2e 35 2d 31  |hyr-sdk-0.16.5-1|
000002d0  2f 73 79 73 72 6f 6f 74  73 2f 78 38 36 5f 36 34  |/sysroots/x86_64|
000002e0  2d 70 6f 6b 79 73 64 6b  2d 6c 69 6e 75 78 2f 6c  |-pokysdk-linux/l|
000002f0  69 62 2f 6c 64 2d 6c 69  6e 75 78 2d 78 38 36 2d  |ib/ld-linux-x86-|
00000300  36 34 2e 73 6f 2e 32 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |64.so.2.........|
00000310  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|

Zephyrの公式サイトで配布しているバイナリに、私のホームディレクトリを含むパスが入っている訳がありません。おそらくインストール時に書き換えているのでしょう。

インストーラがバイナリを書き換える仕組み

解析のためhosttoolsのインストーラを改造し、バイナリを書き換える前（292行目辺り）に入力待ちで止まるコマンド（catとか）を入れて実行を止めます。インストーラ改造の際の注意点として、インストーラ末尾にあるバイナリを壊さないように編集してください（例えばVimのバイナリモードvim -bなどを使う）。

## zephyr-sdk-x86_64-hosttools-standalone-0.9.sh: 290行目付近

...

executable_files=$($SUDO_EXEC find $native_sysroot -type f \
	\( -perm -0100 -o -perm -0010 -o -perm -0001 \) -printf "'%h/%f' ")
if [ "x$executable_files" = "x" ]; then
   echo "SDK relocate failed, could not get executalbe files"
   exit 1
fi

cat    ★この後で書き換えているようなので、ここで止める★
tdir=`mktemp -d`
if [ x$tdir = x ] ; then
   echo "SDK relocate failed, could not create a temporary directory"
   exit 1
fi

...

$ ./zephyr-sdk-x86_64-hosttools-standalone-0.9.sh -y -d ~/test/aaa

Zephyr Yocto Toolchain SDK installer version 0.9
================================================
You are about to install the SDK to "/home/katsuhiro/test/aaa". Proceed [Y/n]? Y
Extracting SDK..................done
Setting it up...^Z
[1]+  停止                  ./zephyr-sdk-x86_64-hosttools-standalone-0.9.sh -y -d ~/test/aaa

バイナリの書き換えが起こる前に止めました。この状態でダイナミックリンカーのパスを見ます。

$ ldd ./sysroots/x86_64-pokysdk-linux/usr/bin/dtc
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffd5d74f000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fa4d5e8e000)
        /opt/zephyr-sdk/0.9/sysroots/x86_64-pokysdk-linux/lib/ld-linux-x86-64.so.2 => /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fa4d60b5000)

書き換える前のパスは/opt/zephyr-sdk/0.9で、インストーラのデフォルトインストール先と同じパスです。

ダイナミックリンカーのパスを書き換えるのは誰か？ディレクトリにあるrelocate_sdk.pyスクリプトです。このスクリプトはhosttoolsインストール終了後に消されるので、インストーラを改造して途中で止めないと中身を拝むことができません。

$ ls

environment-setup-x86_64-pokysdk-linux
relocate_sdk.py    ★このスクリプト★
sysroots
version-x86_64-pokysdk-linux
zephyr-sdk-x86_64-hosttools-standalone-0.9.sh

詳しく追っていませんが、change_interpreter()関数が書き換える本体のようです。

def change_interpreter(elf_file_name):
    if arch == 32:
        ph_fmt = "<IIIIIIII"
    else:
        ph_fmt = "<IIQQQQQQ"

    """ look for PT_INTERP section """
    for i in range(0,e_phnum):
        f.seek(e_phoff + i * e_phentsize)
        ph_hdr = f.read(e_phentsize)
        if arch == 32:
            # 32bit
            p_type, p_offset, p_vaddr, p_paddr, p_filesz,\
                p_memsz, p_flags, p_align = struct.unpack(ph_fmt, ph_hdr)
        else:
            # 64bit
            p_type, p_flags, p_offset, p_vaddr, p_paddr, \
            p_filesz, p_memsz, p_align = struct.unpack(ph_fmt, ph_hdr)

        """ change interpreter """
        if p_type == 3:
            # PT_INTERP section
            f.seek(p_offset)
            # External SDKs with mixed pre-compiled binaries should not get
            # relocated so look for some variant of /lib
            fname = f.read(11)
            if fname.startswith(b("/lib/")) or fname.startswith(b("/lib64/")) or \
               fname.startswith(b("/lib32/")) or fname.startswith(b("/usr/lib32/")) or \
               fname.startswith(b("/usr/lib32/")) or fname.startswith(b("/usr/lib64/")):
                break
            if p_filesz == 0:
                break
            if (len(new_dl_path) >= p_filesz):
                print("ERROR: could not relocate %s, interp size = %i and %i is needed." \
                    % (elf_file_name, p_memsz, len(new_dl_path) + 1))
                break
            dl_path = new_dl_path + b("\0") * (p_filesz - len(new_dl_path))
            f.seek(p_offset)
            f.write(dl_path)    #★新たなパスに書き換え★
            break

プログラムヘッダのPT_INTERPセクションを探して、/libや/usr/libから始まるパス以外であれば書き換える仕組みです。バイナリにデフォルトで含まれているパスは/optから始まっていましたから、書き換え対象になるわけです。

Zephyr SDKのhosttoolsインストール時にこんなことしてたんですね……知らんかった。

Zephyr SDKのhosttoolsは移動してはいけない、その1 - 移動させると動かなくなる

目次: Zephyr

Zephyr SDKのhosttoolsを移動したらハマったので、メモしておきます。

Zephyr SDKは自前のhosttools（dtcやopenocd、qemuなど）のバイナリを持っていてシステム側のバイナリのバージョンによる不具合などを避けて必要なツールを使うことができます。直接呼び出すことはなくても、westを使っている人は間接的に使っているはずです。

そんな便利なhosttoolsなんですけど、インストールしたパスに強く依存していてディレクトリを移動させると動かなくなります。何が起きるか順に見ましょう。初めにhosttoolsのみをインストールし、dtcを実行します。

$ mkdir test
$ cd ~/test
$ wget https://github.com/zephyrproject-rtos/sdk-ng/releases/download/v0.16.5-1/zephyr-sdk-0.16.5-1_linux-x86_64_minimal.tar.xz
$ tar xf zephyr-sdk-0.16.5-1_linux-x86_64_minimal.tar.xz
$ cd ~/test/zephyr-sdk-0.16.5-1
$ ./zephyr-sdk-x86_64-hosttools-standalone-0.9.sh -y -d ~/test/zephyr-sdk-0.16.5-1

$ ./sysroots/x86_64-pokysdk-linux/usr/bin/dtc --version

Version: DTC 1.6.0-dirty

正常動作しました。次にディレクトリを移動して、もう一度dtcを実行します。

$ cd ~/test
$ mv zephyr-sdk-0.16.5-1 aaa
$ cd ~/test/aaa

$ ./sysroots/x86_64-pokysdk-linux/usr/bin/dtc --version

bash: ./sysroots/x86_64-pokysdk-linux/usr/bin/dtc: 実行できません: 必要なファイルがありません

バイナリは一切変更していないのに動かなくなってしまいました……。バイナリは同一ですから設定もしくはダイナミックリンク周りが怪しそうです。まずはlddでライブラリ参照パスを見ます。

$ ldd ./sysroots/x86_64-pokysdk-linux/usr/bin/dtc
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffd3e302000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fbd136b2000)
        /home/katsuhiro/test/zephyr-sdk-0.16.5-1/sysroots/x86_64-pokysdk-linux/lib/ld-linux-x86-64.so.2 => /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fbd138d9000)

ダイナミックリンカー（ld-linux.so）のパスにhosttoolsをインストールしたパスが含まれています。先ほどhosttoolsのディレクトリごと移動してしまったので、リンカーが見当たらないと怒っているようです。

続きはまた今度にします。

台湾東部沖地震に寄付

ささやかではありますが台湾東部沖地震に寄付しました。日本の赤十字社→台湾の赤十字（正式名称は中華民国紅十字会）の経路で支援されるようです。

台湾東部沖地震に寄付

今回調べて初めて知ったのですが、台湾の赤十字社は中国との関係で微妙な位置に立たされているようです。

• 各国の赤十字社、赤新月社は国際赤十字赤新月社連盟（IFRC、平時の支援活動）に加盟し、赤十字国際委員会（ICRC、戦時の支援活動）の統括で活動している
• ICRCの7原則（赤十字の7原則）により、赤十字社は一国に一社と決まっている
• ICRCが台湾の赤十字を承認すると、ICRCが台湾＝国と暗に認めることになる
• 台湾は中国の一部と主張する中国にとって大問題

とまあ中国と台湾間の政治問題によるものみたいです。まあ政治問題はさておいて、私は台湾赤十字の支援活動が誠実に行われていると信じて寄付するのみです。

VScodeとAsciiDocとKrokiローカルサーバー

目次: Linux

AsciiDoc ExtensionはAsciiDocのプレビューはもちろんのこと、AsciiDoc文書に埋め込んだMermaidやPlantUMLのような図形作成用言語の画像もプレビュー可能です。

以前のバージョンではローカルにツールをインストールしてプレビュー画像を生成できました（2022年9月4日の日記参照）が、最近のバージョン（おそらく3.1.0以降？）はKroki（Krokiのサイト）による図形描画に変更されたようです。

AsciiDoc Extensionのデフォルト設定だとhttps://kroki.ioにMermaidやPlantUMLのソースコードを送って、画像を受け取る設定になっています。これで問題なければそのまま使用すれば良いですが、外部のサーバーにソースコードを送りたくない場合はローカルにKrokiサーバーを立ち上げることでローカルネットワーク環境で完結することもできます。素晴らしいですね。

Krokiローカルサーバーの設定

Krokiのローカルサーバー立ち上げについてはDockerが便利なようです。Dockerが良い方はそちらを検索してみてください。

今回はKrokiを単体で立ち上げてみます。……と言ってもKroki自体に特に難しいことはなく、公式サイト（Manual Install :: Kroki Documentation）の説明の通りにやればよいです。PlantUMLを表示させたければGraphvizとPlantUMLをインストールした上で、

$ which dot
/usr/bin/dot

$ which plantuml
/usr/bin/plantuml

GitHub ReleaseページからダウンロードしたKrokiのJARファイルを起動するだけでサーバーとして機能します。Krokiはサーバー機能を持っていて、動作テストにちょうど良いです。

$ java -jar kroki-standalone-server-v0.25.0.jar \
  -DKROKI_LISTEN=0.0.0.0:5000

KROKI_LISTENはどのポートで待ち受けるか？の設定です。PlantUML系の設定は特に何も追加しなくてもPlantUMLを認識していました。これはテスト用の簡易サーバー機能なので、本格的に運用する際はアプリケーションサーバーに登録したほうが良いと思います、その設定はまた今度。

VSCodeの設定

Krokiローカルサーバーを立ち上げたら、VSCodeを設定する必要があります。まずAsciiDoc Extensionの設定を開きます。

AsciiDoc Extensionの設定

Asciidoc > Preview: Asciidoctor Attributesの項目にある[Edit in setting.json]のリンクを開きます。

Asciidoctor Attributesの設定

設定の最後辺りに、

    "asciidoc.preview.asciidoctorAttributes": {
            "kroki-server-url": "http://192.168.1.1:5000"
    }

を追加するとローカルサーバーに切り替わるはずです。192.168.1.1の部分はKrokiのローカルサーバーを動作させているIPアドレスを指定します。

見た目が少し違う

ローカルサーバーにて画像生成すると見た目が少し変わります。おそらくですが、インターネット側のKrokiサーバーはデフォルトのデザインを変えていると思われます。下記のAsciidoc文書を入力として確かめます。

This is a sample of PlantUML diagram.

[plantuml]
----
@startuml
box "Box"
participant "App" as app
participant "Library" as lib
endbox

activate app
activate lib

app -> lib : Something()
@enduml
----

デフォルトつまりインターネット上のKrokiサーバーを使用する場合、このような結果になります。

kroki.ioの出力結果

ローカルサーバーを使用する場合、このような結果になります。グレーっぽいデザインから黄色のデザインに変わりました。

ローカルサーバーの出力結果

Krokiはkroki-standalone-server-v0.25.0.jarで、Krokiを動作させている環境はDebian Testingです。各モジュールのバージョンは、

• plantuml: 1.2020.2
• Graphviz: 2.42.2-8

です。

初めて作ったボード動作せず（手で直した）

目次: Arduino

以前（2024年3月24日の日記参照）発注して、全く動ないうえにNMOSが焼ける（2024年4月3日の日記参照）PCBを直してみました。

まずはミスったNMOS 8個を全部外しました。当初はNMOSをきれいに外して再利用できないか？と考えたんですが、ナメた考えだったことがすぐにわかりました。全然外れません、無理だこれ。

次善策としてNMOSの足を切り破壊しながら外しました。代わりのNMOSはOnSemi BSS138を新たに購入します（秋月で売ってる）。本当はOnSemi BSS123ですけど、高周波とか高圧電流とか厳しい信号ではないしBSS123でもBSS138でも大差ありません。

NMOSを外したら修正します。ミスした箇所はNMOSのピン配置ですから、辻褄が合うようにNMOSを付け直せば良いはずです。

PCB側が想定しているピン配置（間違い）

Drain  1 |      |
         | NMOS | 3 Source
Gate   2 |      |

NMOS側のピン配置（正しい）

Gate   1 |      |
         | NMOS | 3 Drain
Source 2 |      |

NMOSを裏向きにつけたらどうかとアドバイスも頂いたんですが、ちょうど左周りに60°回転させるとGate/Source/Drainがぴったり合いますので、回転させて付けることにしました。

SOT-23のピン配置は正三角形ではない（1-2間だけ若干狭い）ため、回転させると端子がはみ出してしまいます。私はハンダ付けが上手な訳でもなく、表面実装系の細かいやつは難しいのでハンダをちょっと増やしてごまかします。

ハンダ付け後のPCB

できました。斜めに付いてる違和感がすごいのと芋ハンダだらけで長持ちしなさそうです。そもそも手修理ボードは長期運用するつもりがないから今だけ動いてくれればとりあえずヨシ！！

初めて作ったボード動作せず（燃えた）

目次: Arduino

以前（2024年3月24日の日記参照）発注したPCBが届いたので、動かしてみたら全く動きませんでした。動かないどころか通電したら通常は0.07Aくらいのはずなのに1.5A近い大電流が流れ続け、しばらくしたらNMOSが焼けて煙が出ました。1万円（部品配置込みで$67）のゴミが爆誕……。

PCのUSBを電源にしてM5Stamp C3も繋いでいたので、PCやM5Stampが壊れる可能性もありました。M5Stampはめちゃくちゃ熱くなっていましたが、幸いなことにどちらも壊れずに済みました。M5Stampは強い子ですね。

ミスした箇所を調べると、どうやらKiCadのNMOSのピン配置と、部品で使ったNMOS（Onsemi BSS-123）のピン配置が違うのが原因のようです。

KiCadのNMOS(形状SOT-23)のピン配置

Onsemi BSS-123のピン配置

KiCadは1番ピンがドレイン、BSS-123は1番ピンがゲートなのでゲートとソース/ドレインを逆接続した回路になってしまったということです。Vcc 3.3VとGPIOが短絡していて、GPIOをGNDに繋いだり、GPIOをOutput Lowレベルにすると電源とGNDがショートする危険な状態になっていました。そりゃあNMOSも焼けますよね。これは気づかなかったなあ……。