コグノスケ

linux-nextが久しぶりに更新された

ここしばらく更新されていなかったlinux-nextが約10日ぶりに更新（9/4の次が9/15）されたので、喜んでgit fetchしてTinker Boardのカーネルを書き換えたところ、ウンともスンとも言わなくなってしまいました。

質の悪いことにエラーメッセージも何も出さずにハングアップするため、起動しなくなった原因がさっぱりわかりません。

仕方ないので頑張ってgit bisectし、起動しなくなった原因のコミットを見つけましたが、実は9/17にLKMLにて既に指摘済みで、直し方まで検討されていました（LKMLへのリンク）。今までの苦労は何だったのか。

結果だけ見ると、最初にLKMLのメールスレッドに気づいていればbisectなんて不要でした。しかし、一切エラーメッセージを出さずにハングするので、検索のヒントがありません。ノーヒントでLKMLの当該メールスレッドを探せたか？と考えてみると、ちょっと難しい気がします。

いわゆる鶏と卵の問題ですね……。

今まで知らなかったmakeの挙動

シェルからmakeに渡す環境変数とmake変数の関係を知らなくて、かなりハマったのでメモしておきます。

まず、どういう関係か説明します。下記のようなMakefileを2つ用意します。

$ tree
.
|-- Makefile
`-- sub
    `-- Makefile

VAR_A = aaa
VAR_B = bbb

all:
	@echo "In parent"
	@echo "VAR_A: '$(VAR_A)'"
	@echo "VAR_B: '$(VAR_B)'"
	@echo "VAR_C: '$(VAR_C)'"
	make -C sub

all:
	@echo "In sub"
	@echo "VAR_A: '$(VAR_A)'"
	@echo "VAR_B: '$(VAR_B)'"
	@echo "VAR_C: '$(VAR_C)'"

親Makefileは変数VAR_A, VAR_Bを書き換え、子sub/Makefileを再帰的に呼び出します。各Makefileでは変数の値を表示しています。

では、トップディレクトリにてmakeを実行してみましょう。

$ make
In parent
VAR_A: 'aaa'    ★VAR_Aは設定した値になっている★
VAR_B: 'bbb'    ★VAR_Bは設定した値になっている★
VAR_C: ''       ★VAR_Cは特に書き換えていないので空★
make -C sub
make[1]: Entering directory '/home/katsuhiro/share/falcon/projects/c/makefile_env_var/sub'
In sub
VAR_A: ''    ★VAR_Aは渡されない★
VAR_B: ''    ★VAR_Bは渡されない★
VAR_C: ''    ★VAR_Cは渡されない★
make[1]: Leaving directory '/home/katsuhiro/share/falcon/projects/c/makefile_env_var/sub'

ご覧の通り、親のMakefileで値を設定したVAR_AやVAR_Bといった変数は、子のsub/Makefileに「引き継がれません」。

make変数の渡し方

外部からmakeに変数を渡すには、下記の2つの方法があります。

• 環境変数として渡す方法。例: VAR_A=A make
• makeに渡す方法。例: make VAR_A=A

私は今まで、この2つの渡し方に何も差はないと思っていたのですが、実は全く動きが違いました。

環境変数の場合

下記のようにVAR_A, VAR_Cを環境変数として与えると、子Makefile側の結果がかなり変わります。

$ VAR_A=A VAR_C=C make
In parent
VAR_A: 'aaa'    ★VAR_Aは親が設定した値になる★
VAR_B: 'bbb'
VAR_C: 'C'      ★VAR_Cは特に書き換えていないので、渡された値のまま★
make -C sub
make[1]: Entering directory '/home/katsuhiro/share/falcon/projects/c/makefile_env_var/sub'
In sub
VAR_A: 'aaa'    ★VAR_Aが渡される、Aではなく親が設定した値aaaになっている★
VAR_B: ''
VAR_C: 'C'      ★VAR_Cが渡される、値は変わらず★
make[1]: Leaving directory '/home/katsuhiro/share/falcon/projects/c/makefile_env_var/sub'

何も渡さなかった場合の実行結果と異なり、子のsub/MakefileにもVAR_A, VAR_Cが渡されます。もし、親Makefileが変数の値を書き換えた場合は、書き換えた値が子Makefileに渡されます。

この動作は知りませんでした。特に子プロセスへの変数の渡し方が変わる点が衝撃的です。

makeに渡す場合

下記のようにVAR_A, VAR_Cをmakeに渡すと、環境変数として渡す場合とは違う結果になります。

$ make VAR_A=A VAR_C=C
In parent
VAR_A: 'A'      ★VAR_Aは親が設定した値にならない★
VAR_B: 'bbb'
VAR_C: 'C'
make -C sub
make[1]: Entering directory '/home/katsuhiro/share/falcon/projects/c/makefile_env_var/sub'
In sub
VAR_A: 'A'      ★VAR_Aが渡される、VAR_Aは親が設定した値にならない★
VAR_B: ''
VAR_C: 'C'      ★VAR_Cが渡される、値は変わらず★
make[1]: Leaving directory '/home/katsuhiro/share/falcon/projects/c/makefile_env_var/sub'

環境変数で渡した場合と同様に、子Makefileに変数の内容が渡されます。その点は同じです。しかし、親Makefileで行っているaaaという値の代入が無効化され、渡される値が全く違います。

この動作も知りませんでした……。私はMakefileやmakeとは長い付き合いですし、動きも何となくわかっていた気分になっていましたが、勘違いだったようです。makeは難しすぎます。

ハマったポイント

この動きによって、何が困ったかを紹介しておきます。同じ状況に陥る人は、まずもっていないと思いますけど、ご参考まで。

現象としては「makeでビルドすると成功するが、debuild（Debianのパッケージング作成スクリプト）経由でビルドすると失敗する」です。この現象から原因が予想できた人、あなたは凄い（少なくとも私より凄い）です！この先は読む必要はございません。

下記のような感じの、ちょっと変わったMakefileを使っているソフトウェアをビルドしていました。

• 親Makefileから、子の ./configureを呼ぶ
• 親MakefileはCFLAGSやLDFLAGSを固定値に設定している（固有のライブラリをリンクするため）

もう一つ大事な点は、親Makefileが使っているLDFLAGSを、子 ./configureに渡すと「そんなライブラリはないというエラー」になってしまう欠点があることです。

じゃあビルドエラーが起きるのか？というとそうではなく、先ほどご紹介した通り、何も指定せずにmakeを起動すれば、親Makefileの変数は、子 ./configureに渡りませんから、makeだけ実行すればエラーを起こさずビルドできるのです。

debuildと環境変数の罠

一見、正常にビルドできて問題ないように見えますが、このソフトウェアを *.debにパッケージングしようとするとハマります。Debianのパッケージ作成スクリプトdebuildは下記のような動作をするからです。

• debuildはエラーチェック、セキュリティ強化のためCFLAGS, LDFLAGSにいくつかオプションを指定する
• CFLAGS, LDFLAGSは「環境変数」でmakeに渡される

そろそろ何が起きるか予想が付くでしょう。そう、こうなるんです。

• debuildが、親Makefileに環境変数でCFLAGS, LDFLAGSを渡す
• 親MakefileがCFLAGS, LDFLAGSを書き換える
• 親Makefileが、子 ./configureに書き換わった後のCFLAGS, LDFLAGSを渡す

この華麗なコンボが決まって、makeとするとビルドが成功し、debuild経由だとビルドが失敗する、謎のビルド環境ができあがります。

感想

こんなバグ、初見で分かる、はずもなし。

Makefileは大抵の人には難しすぎます。Makefileを手で書いているといつか地獄に落ちますよ、CMakeとかautomakeを使いましょう。便利だよ！

台風15号

超強力な台風15号（Faxai）が来るということで、家でじっとしていました。

家

我が家は北と東に窓がありまして、北側の窓にガンガン風と雨が吹き付けていました。あまりの風圧にサッシが耐えらず、雨が窓サッシの隙間から霧吹きのように吹き出していました。途中で気づいてテープや紙で抑えたので、畳が水浸しになる被害は防げました。

真夜中に壁に飛来物が当たり、ものすごい音がしていました。窓の真横に当たったらしく、窓にはギリギリ当たりませんでした。窓に当たったら、窓が粉砕されていたと思います。本当に幸運でした。

後は何だろ、若干停電した程度でしょうか。特に被害はありませんでした。災害への備えは日頃からやっておいて損はないですね。

家財

台風が過ぎた後に車を見に行ってみましたが、特に飛来物が当たった形跡もなく、何ともなかったです。良かった良かった。

ROCKPro64対ONKYOでSin波の美しさ勝負

目次: ROCK64/ROCKPro64

最近linux-nextでROCKPro64のアナログオーディオ出力を使いたくて、色々やっています。デバッグの都合上、ROCKPro64のDAC/ADCであるEverest ES8316の出力波形をオシロスコープで見ることが多いです。

私が音楽を聴く程度では、特に何も思いませんが、オシロスコープで見てしまうと、波形がやや歪んでいることに気づいてしまいます。

我が家で一番の波形の綺麗さを誇るONKYO U33GXV2と比較してみたいと思います。

テストその1 - 48kHz Sin波

最初はサンプリング周波数（以降Fsと書く）= 96kHzのときの、48kHz Sin波を入力してみます。振幅は最小から最大です。

まずはES8316から。DACボリュームを最大にすると波形が歪む（2019年9月6日の日記参照）ので、今回の計測では -2.0dBに設定しています。

Everest ES8316 48kHz Sin波（Fs = 96kHz）

U33GXV2だとこんな感じです。

ONKYO U33GXV2 48kHz Sin波（Fs = 96kHz）

雲泥の差というほどでもないですが、ONKYOはやっぱり歪みが少なくて綺麗ですね。

テストその2 - 24kHz Sin波

上記の比較をしたあとに気づいたのですが、ES8316はFsを50kHz以上にする場合、異なるモードに設定しなければならないらしく、linux-nextはその設定に対応していませんでした。

つまりES8316側は設定不足で不利な状態にあり、公平な比較ではなかったようです。というわけで、次はサポートの範囲内であるFs = 48kHzの24kHz Sin波で比較しようと思います。

Everest ES8316 24kHz Sin波（Fs = 48kHz）

時間分解能の設定のせいかもしれませんが、先ほどより歪んでいるように見えます。Sin波と三角波の間のような波形になっています。

ONKYO U33GXV2 24kHz Sin波（Fs = 48kHz）

こちらは歪みが見当たらない（少なくとも私のオシロでは）レベルです。さすがですね……。

ROCKPro64とアナログオーディオ - その3 - DACボリュームの仕様？

目次: ROCK64/ROCKPro64

引き続きROCKPro64のアナログオーディオと闘っています。ROCKPro64にはRK3399というSoCとEverest ES8316というDAC/ADCが搭載されています。

ES8316のドライバは既にlinux-nextに存在しており、ボリューム調整の機能も実装済みです。ボリューム調整はalsamixerを使うと便利です。CUIながら、下記のようにGUI風に表示されます。

Headphone（左端）とHeadphone Mixer（左から2番目）ボリューム

Headphone Mixer（左から2番目）ボリュームの設定値は先日（2019年8月31日の日記参照）直しましたので、最大値にしても問題ありません。ただし、まだlinuxのupstreamツリーには取り込まれていないので、5.3か5.4を待たなければなりません。

今回、問題を見つけたのは、ずっと右の方にあるDACというボリュームです。初期値はおそらく最大値である100（= 0dB）になっていると思います。

おそらくHWの仕様だと思いますが、ボリュームの挙動がちょっとおかしく、0dBにすると波形が歪みます。

出力波形を見る

テストデータとしてサンプリング周波数48kHzで8kHzの矩形波を使います。まずはDACボリューム最大で試します。

ES8316 8kHz矩形波（Fs = 48kHz）、DACボリューム0.0dB

矩形波の周波数が1/6 Fsの場合、矩形波の天辺は緩やかに波打つはずです。しかしES8316の場合、頭打ちするのか、ギザギザになってしまいます。

周波数が1/6 Fsの場合の波形（2014年11月25日の日記より）

ここでDACボリュームをわずかに下げてみます。

DACボリュームを -2.0dBに変更

音量的にはほとんど変わりませんが、波形はかなり綺麗になります。ちなみに私の耳では聞き比べても全く違いを感じません。オシロスコープ様で見ないとわからないです……。

お試しいただく際の注意点ですが、8kHzの矩形波は中途半端に高い「キィーーン」という音で、かなり不快な部類の音に入ります。あまり長く聴かない方が良いと思います。

ES8316 8kHz矩形波（Fs = 48kHz）、DACボリューム -2.0dB

SoC側から出力しているクロック、I2Sデータともに全く同じなので、DACボリューム最大で波形が歪むのはES8316の特性でしょう。おそらく。

音質に少しでもこだわりたい人はDACボリュームは -2.0dBで運用するのが良さそうです。音量調整の手段はHeadphoneやHeadphone Mixerがありますし、そちらの2つはボリュームMaxにしても波形が歪まないので、お勧めです。