コグノスケ

SeagateのHDDのエラーレート

新しくSeagate ST8000VN004（SATA, 8TB）を買いました。最近のHDDにしては珍しく音がかなりうるさいです……印刷時のプリンターみたいな音がしています。音も気になるんですけど、さらに気になることがあってSMARTでステータスを見てみると、

SMART Attributes Data Structure revision number: 10
Vendor Specific SMART Attributes with Thresholds:
ID# ATTRIBUTE_NAME          FLAG     VALUE WORST THRESH TYPE      UPDATED  WHEN_FAILED RAW_VALUE
  1 Raw_Read_Error_Rate     0x000f   081   068   044    Pre-fail  Always       -       129582469        ★★★★！？
  3 Spin_Up_Time            0x0003   096   096   000    Pre-fail  Always       -       0
  4 Start_Stop_Count        0x0032   100   100   020    Old_age   Always       -       2
  5 Reallocated_Sector_Ct   0x0033   100   100   010    Pre-fail  Always       -       0
  7 Seek_Error_Rate         0x000f   100   253   045    Pre-fail  Always       -       131692        ★★★★！？
  9 Power_On_Hours          0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       0
 10 Spin_Retry_Count        0x0013   100   100   097    Pre-fail  Always       -       0
 12 Power_Cycle_Count       0x0032   100   100   020    Old_age   Always       -       2
 18 Head_Health             0x000b   100   100   050    Pre-fail  Always       -       0
187 Reported_Uncorrect      0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       0
188 Command_Timeout         0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       0
190 Airflow_Temperature_Cel 0x0022   056   056   040    Old_age   Always       -       44 (Min/Max 34/44)
192 Power-Off_Retract_Count 0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       2
193 Load_Cycle_Count        0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       2
194 Temperature_Celsius     0x0022   044   044   000    Old_age   Always       -       44 (0 20 0 0 0)
195 Hardware_ECC_Recovered  0x001a   081   068   000    Old_age   Always       -       129582469
197 Current_Pending_Sector  0x0012   100   100   000    Old_age   Always       -       0
198 Offline_Uncorrectable   0x0010   100   100   000    Old_age   Offline      -       0
199 UDMA_CRC_Error_Count    0x003e   200   200   000    Old_age   Always       -       0
240 Head_Flying_Hours       0x0000   100   253   000    Old_age   Offline      -       0 (243 14 0)
241 Total_LBAs_Written      0x0000   100   253   000    Old_age   Offline      -       129529342
242 Total_LBAs_Read         0x0000   100   253   000    Old_age   Offline      -       53127

Raw_Read_Error_RateやSeek_Error_Rateが凄まじい値をたたき出しています。比較対象としてWestern Digital WD40EFRX（SATA, 4TB）を見るといずれも0です。

SMART Attributes Data Structure revision number: 16
Vendor Specific SMART Attributes with Thresholds:
ID# ATTRIBUTE_NAME          FLAG     VALUE WORST THRESH TYPE      UPDATED  WHEN_FAILED RAW_VALUE
  1 Raw_Read_Error_Rate     0x002f   200   200   051    Pre-fail  Always       -       0        ★★★★0です
  3 Spin_Up_Time            0x0027   162   162   021    Pre-fail  Always       -       6900
  4 Start_Stop_Count        0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       18
  5 Reallocated_Sector_Ct   0x0033   200   200   140    Pre-fail  Always       -       0
  7 Seek_Error_Rate         0x002e   200   200   000    Old_age   Always       -       0        ★★★★0です
  9 Power_On_Hours          0x0032   080   080   000    Old_age   Always       -       14956
 10 Spin_Retry_Count        0x0032   100   253   000    Old_age   Always       -       0
 11 Calibration_Retry_Count 0x0032   100   253   000    Old_age   Always       -       0
 12 Power_Cycle_Count       0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       16
192 Power-Off_Retract_Count 0x0032   200   200   000    Old_age   Always       -       2
193 Load_Cycle_Count        0x0032   170   170   000    Old_age   Always       -       92796
194 Temperature_Celsius     0x0022   112   100   000    Old_age   Always       -       38
196 Reallocated_Event_Count 0x0032   200   200   000    Old_age   Always       -       0
197 Current_Pending_Sector  0x0032   200   200   000    Old_age   Always       -       0
198 Offline_Uncorrectable   0x0030   100   253   000    Old_age   Offline      -       0
199 UDMA_CRC_Error_Count    0x0032   200   200   000    Old_age   Always       -       20
200 Multi_Zone_Error_Rate   0x0008   100   253   000    Old_age   Offline      -       0

何だこりゃ、やられた！故障か？

どうやら正常らしい

しかしSMARTで異常を検知できるほどなのに普通に読み書きできていて不思議だったので、もう少し調べてみると解説しているサイト（リンク: Seagate's Seek Error Rate, Raw Read Error Rate, and Hardware ECC Recovered SMART attributes）が見つかりました。

どうも気にしなくて良いみたいですね。試しに今まで使っていたSeagate ST4000VN008（SATA, 4TB）のステータスを見ると、Raw_Read_Error_Rateが凄い値になっています。

SMART Attributes Data Structure revision number: 10
Vendor Specific SMART Attributes with Thresholds:
ID# ATTRIBUTE_NAME          FLAG     VALUE WORST THRESH TYPE      UPDATED  WHEN_FAILED RAW_VALUE
  1 Raw_Read_Error_Rate     0x000f   082   065   044    Pre-fail  Always       -       156528383        ★★★★
  3 Spin_Up_Time            0x0003   094   094   000    Pre-fail  Always       -       0
  4 Start_Stop_Count        0x0032   100   100   020    Old_age   Always       -       36
  5 Reallocated_Sector_Ct   0x0033   100   100   010    Pre-fail  Always       -       0
  7 Seek_Error_Rate         0x000f   069   060   045    Pre-fail  Always       -       8577083        ★★★★
  9 Power_On_Hours          0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       153 (72 27 0)
 10 Spin_Retry_Count        0x0013   100   100   097    Pre-fail  Always       -       0
 12 Power_Cycle_Count       0x0032   100   100   020    Old_age   Always       -       13
184 End-to-End_Error        0x0032   100   100   099    Old_age   Always       -       0
187 Reported_Uncorrect      0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       0
188 Command_Timeout         0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       0
189 High_Fly_Writes         0x003a   100   100   000    Old_age   Always       -       0
190 Airflow_Temperature_Cel 0x0022   071   052   040    Old_age   Always       -       29 (Min/Max 21/33)
191 G-Sense_Error_Rate      0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       0
192 Power-Off_Retract_Count 0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       29
193 Load_Cycle_Count        0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       59
194 Temperature_Celsius     0x0022   029   048   000    Old_age   Always       -       29 (0 20 0 0 0)
197 Current_Pending_Sector  0x0012   100   100   000    Old_age   Always       -       0
198 Offline_Uncorrectable   0x0010   100   100   000    Old_age   Offline      -       0
199 UDMA_CRC_Error_Count    0x003e   200   200   000    Old_age   Always       -       0
240 Head_Flying_Hours       0x0000   100   253   000    Old_age   Offline      -       44 (25 151 0)
241 Total_LBAs_Written      0x0000   100   253   000    Old_age   Offline      -       10828710302
242 Total_LBAs_Read         0x0000   100   253   000    Old_age   Offline      -       112993489

故障かと思って勢いでSeagateに返品依頼をしてしまいました。故障ではないとわかったのでキャンセルしたいですが、キャンセルする方法がわかりません。頑張って探しましたが、Seagateのサイトの作りは本当にひどくて操作する気が起きなくなりました。まあ、送り返さなければそのうち消されるでしょう。もう放っておきましょう……。

ガスガンが増えました

目次: 射的

ガスガンが増殖して6個になりました。有名どころ＆異なる国を狙って買ってみました。有名どころは他もありますけど、さすがにもう要らないですね。射的で遊ぶにしても、同時にいくつも使わんし……。

いずれも東京マルイというメーカーのガスガンです。

イタリア: Beretta 92

アメリカ: Colt M1911

ベルギー: FN Five-seveN

オーストリア: GLOCK 19

ドイツ: H&K USP Compact

スイス: SIG SAUER P226

実銃は性能が違い（そもそも使用できる弾丸が違う、M1911は .45 ACP、Five-seveNは5.7x28mmマシンガンの弾、他は9x19mmパラベラム弾）ます。しかしおもちゃであるガスガンは、見た目が違うだけで性能がほぼ全部同じです。趣味で選べばOKです。

デザインはベレッタ92とM1911が好きですね。機能美＆シンプル。レールが付いているデザインはあんまり好きじゃないです。銃口側がシュッと細めのタイプが好きなんですね。たぶん。

持ちやすさはUSP Compactが良かったです。他も特に不満はないです。ああ、でもM1911とFive-seveNはグリップがでかすぎて若干持ちにくいかも？

あと説明書読んでいて驚いたんですが、操作方法が全然違います。特にセーフティー、デコックはモノによって全然違います。似た形なのに全く統一感がありません。使っている人たちは文句言わんのでしょうか？銃は不思議な世界ですね……。

メモ: 技術系？の話はFacebookから転記しておくことにした。追記。

ZephyrのDevice Tree Overlayと独自のbindings

目次: Zephyr

前回の続きです。ZephyrのDevice Tree Overlay（2022年1月3日の日記参照）で独自のbindingsを定義（compatibleやプロパティの定義）する方法を紹介します。

前回はこんなノードを追加しました。

/* samples/hello_world/boards/qemu_riscv64.overlay */

/ {
	resources {
		compatible = "test-overlay";
		value1 = <1>;
		value2 = <10>;
	};
};

ノードを追加しただけではエラーにはなりませんが、コードからvalue1の値を参照しようとするとビルドエラーになって怒られます。

詳細はZephyrのDevice Tree APIマニュアル（Devicetree API - Zephyr Project Documentation）が参考になります。

// samples/hello_world/src/main.c

#include <zephyr.h>
#include <sys/printk.h>

void main(void)
{
	printk("Hello World! %s\n", CONFIG_BOARD);

	printk("value1:%d\n", DT_PROP(DT_INST(0, test_overlay), value1));
	printk("value2:%d\n", DT_PROP(DT_INST(0, test_overlay), value2));
}

$ ninja
...

zephyr/include/generated/devicetree_unfixed.h:308:34: error: 'DT_N_S_resources_P
_value1' undeclared (first use in this function); did you mean 'DT_N_S_resources
_PATH'?
  308 | #define DT_N_INST_0_test_overlay DT_N_S_resources
      |                                  ^~~~~~~~~~~~~~~~

このあとも大量に怒られる……。

Zephyrはコード内でデバイスツリーの値を参照すると、ビルド時に全て解決される仕組みです。そのためデバイスツリーに不都合な点があるとビルド時に猛烈に怒られます。Zephyrのデバイスツリー処理はPythonとマクロマジックが駆使されていて、コンパイルエラーのメッセージからエラーの原因がすぐにわからないのが難点ですね……。

Linuxは実行時に参照、書き換えが可能なので、ZephyrとLinuxの大きく異なる部分と言えましょう。

デバイスツリー定義yamlファイル

問題の解決にはdts/*.yamlを追加する必要があります。ファイル名はcompatible名.yamlになります。このファイルもOverlayファイル同様に追加するだけでビルドシステムが勝手に感知して処理してくれます。便利ですね。

samples/hello_world/
├──CMakeLists.txt
├──README.rst
├──boards
│   └──qemu_riscv64.overlay
├──dts
│   └──bindings
│       └──test-overlay.yaml    ★これ★
├──prj.conf
├──sample.yaml
└──src
    └──main.c

# samples/hello_world/dts/bindings/test-overlay.yaml


description: |
    This binding provides AAA and BBB, something for CCC application in Zephyr.

compatible: "test-overlay"

properties:
    value1:
        type: int
        required: true
        description: |
          Identity of AAA of something. This is ...

    value2:
        type: int
        required: true
        description: |
          Identity of BBB of something. This is ...

追加したyamlファイルは非常にシンプルで、compatibleの名前と、value1, value2というint型のプロパティが必須だよ、ということを定義しただけです。

その他のbindingsの定義については、Zephyrのマニュアル（Devicetree bindings - Zephyr Project Documentation）をご覧ください。

ファイルを追加したら改めてビルド＆実行しましょう。

$ ninja
...

[123/123] Linking C executable zephyr/zephyr.elf
Memory region         Used Size  Region Size  %age Used
             RAM:       23700 B       256 MB      0.01%
        IDT_LIST:          0 GB         2 KB      0.00%


$ ninja run

[0/1] To exit from QEMU enter: 'CTRL+a, x'[QEMU] CPU: riscv64
*** Booting Zephyr OS build v2.7.99-3416-g7dac931e3662  ***
Hello World! qemu_riscv64
value1:1
value2:10

うまく行きました。Device Tree Overlayとbindingsは同じCコードでボードごとに設定だけ変えたい場合に有用です。

この仕組みはtests下にあるコードでよく使われています。例えばGPIOのテストがわかりやすいでしょう。2つのポートが通信できるか？割り込みが正常に入るか？などがGPIOテストの内容です。

実際に動作させるにはボードごとに配線やピン設定が違いますから、ボードAはピン10と11を使う、ボードBは21と22を使う、というようにボードごとに違う設定を与える必要があります。

設定はコードに書かずにDevice Tree Overlayに逃がして、コードはテストしたい内容のみを記述することで設定もコードもすっきりする、ってわけです。

射的

目次: 射的

以前、ガスブローバックタイプのエアガンを買ったのですが、家だとうるさいし狭いです。往来の人に危険が及ぶので公の場所（公園、河川敷など）で撃つのも厳禁！！です。というわけで単なる飾りと化していました。

さすがに置物にするのは勿体ないので、どこか撃てる場所はないだろうか？と思って探すと、秋葉原に7mのシューティングレンジのあるカフェ（バー？）がありました。末広町にあるトリガーハッピーというお店（お店のサイトへのリンク）です。

やってみた感想は「当たるけど当たらない」ですね。

エアガンの出来はとても良く、狙った方向に飛ぶので正しく狙えば当たります。けど、狙っている私が明後日の方向に狙いを付けているのでぜーんぜん当たりません。7m先と思われる9個の的を倒すのに16秒くらいでした。たぶん早い人は半分くらいのタイムでクリアできるんじゃないかな……。

結果はさておき、普段できない遊びでなかなか面白かったです。また行ってみるかー。

新しいニッケル水素電池の充電器を購入

目次: 電池

今までニッケル水素電池（以降Ni-MH電池）の充電にはPanasonic BQ-391を使っていました。が、端子の一部が青く錆びてきたため、先日、跡継ぎとしてPanasonic BQ-CC87を購入しました。Amazonで2400円くらいでした。BQ-CC87はUSBでの充電、USBの出力（つまりモバイルバッテリー）もできる1台2役の優れものです。

通常の充電器の使い方だと継ぎ足し充電は避けるべきですが、BQ-CC87は継ぎ足し充電もできる（Panasonicのサイトへのリンク）とのことで、とても良い商品だと思います。が……どうも我が家の電池達と相性が悪くて困っています。

出力側の困った現象

我が家にあるNi-MH電池は5種類あって、

• Panasonic EVOLTA HHR-3MKS（単3 1900mAh）2本
• Panasonic EVOLTA HHR-3MWS（単3 1900mAh）2本
• Panasonic EVOLTA HHR-3MRS（単3 2000mAh）10本
• Panasonic EVOLTA HHR-4MWS（単4 750mAh）2本
• SANYO eneloop HR-3UTGA/B（単3 1900mAh）4本

どれを使ってもスマホやタブレットを充電しようとすると、一瞬だけ0.6Aくらい出力しますが、すぐに出力が停止します。運が良いと出力が続きますが、

• 出力が0.4A程度しか出ない
• 数秒で停止する
• DC出力ボタンを押し続けると0.1Aくらいの出力で安定？する（スマホ側が諦めるのか？）

こんな感じでまともに動作しているように見えません。うーん。

故障ではない

最初は機械側を疑ったんですが、新しいNi-MH電池を新たに4本買い（Panasonic EVOLTA BK-4HCD, 単4 930mAh）、スマホの充電を試したところ1A出力できました。機械は壊れていないようです。

ここから推測できることは、単純に我が家にある電池がヘタっているor BQ-CC87で使うには気合が足りないってことです。

充電もできない

もうひとつ困ったことにBQ-CC87は充電する場合も我が家の電池と相性が悪く、すぐに止まってしまいます。その結果DC出力も充電もできない、どうしようもない状態の電池がどんどん増えてしまいます。

うちの電池そんなにダメなの？困ったね。

ZephyrのDevice Tree Overlay

目次: Zephyr

ZephyrはプロジェクトごとにDevice Treeを上書きできます。Device Tree Overlayと呼ばれたりもしますね。やり方は違いますがLinuxでも似たような仕組みがあります。

具体的にはsamples/hello_worldの下にboardsというディレクトリを作成し、ボード名.overlayというファイルを作成するだけです。Zephyrのビルドシステムが勝手に検知してくれます。便利ですね。

今回はqemu_riscv64向けに作りますからファイル名はqemu_riscv64.overlayになります。

samples/hello_world/
├──CMakeLists.txt
├──README.rst
├──boards
│   └──qemu_riscv64.overlay    ★これ★
├──prj.conf
├──sample.yaml
└──src
    └──main.c

/* samples/hello_world/boards/qemu_riscv64.overlay */

/ {
	resources {
		compatible = "test-overlay";
		value1 = <1>;
		value2 = <10>;
	};
};

Overlayが効いているかどうかはビルド後に生成されるzephyr/zephyr.dtsを見るとわかります。

/dts-v1/;

/ {
	#address-cells = < 0x1 >;
	#size-cells = < 0x1 >;
	compatible = "riscv-virtio";
	model = "riscv-virtio,qemu";
	flash@20000000 {
		bank-width = < 0x4 >;
		reg = < 0x20000000 0x2000000 0x22000000 0x2000000 >;
		compatible = "cfi-flash";
	};

/* (略) */

	chosen {
		zephyr,console = &uart0;
		zephyr,shell-uart = &uart0;
		zephyr,sram = &ram0;
	};
	resources {    /* ★追加された★ */
		compatible = "test-overlay";
		value1 = < 0x1 >;
		value2 = < 0xa >;
	};
};

Overlayのcompatibleとプロパティは適当です。当然compatibleに対応するコードはありませんが、今の段階ではエラーにはなりません。

Overlayの次は

デフォルトで無効化されているデバイスを有効にする（status = "okay"; を足したい）くらいであれば、Overlayファイルの追加だけでも十分に役立ちます。

しかしZephyrはもう少し複雑な機能も提供しています。次回は独自のcompatibleを扱う方法をご紹介したいと思います。

AArch64向けLinuxデバッグ環境の構築

目次: GCC

目次: Linux

Linuxをデバッグするにはkgdbを使うと思いますが、QEMU + GDBでよりお手軽にデバッグができます。お手軽とは書いたものの、実際やったところQEMUでかなり苦戦したのでメモしておきます。

ツールチェーンの設定

対象のアーキテクチャはAArch64を選びました。お好きなアーキテクチャを使っていただいて構いませんが、Linuxのコンフィグをどうするべきかと、QEMUの動かし方を知っているアーキテクチャにしてください。せっかくLinuxをビルドしても動かせなくて詰みます。

ツールチェーンの構築の方法は昔の日記（2018年7月15日の日記参照）で構築手段をご紹介しています。crosstool-ngはデフォルトだとGDBがビルドされなかった気がするので、

CT_DEBUG_GDB=y

Debug facilities  --->
  [*] gdb  --->

この変更が必要になると思います。

Linuxの設定

Linuxカーネルはlinux-nextを使いました。新し目のLTSカーネルなども十分動くはずです。コンフィグの変更点は下記のとおりです。

CONFIG_RANDOMIZE_BASE=n（gdbでデバッグするときは、アドレスをランダムに変えられると困るため）

Kernel Features  --->
  [ ] Randomize the address of the kernel image


CONFIG_DEBUG_INFO_REDUCED=n（yだとgdbで構造体などの情報が見えなくなるため）

Kernel hacking  --->
  Compile-time checks and compiler options  --->
    [*] Compile the kernel with debug info
      [ ]   Reduce debugging information


CONFIG_MODULES=n（モジュールのインストールが面倒なので）

[ ] Enable loadable module support  ----

デフォルトのコンフィグだと、やたらと色々なドライバをビルドするので時間がかかります。グラフィクス系のドライバなどの明らかに不要なドライバは外しても良いと思います。

QEMUの設定（失敗編）

QEMUは様々なハードウェアを模倣できます。そのなかにRaspberry Pi 3bがありましたのでこれを使います。initrdイメージはbuildrootで作りました。

qemu-system-aarch64 \
  -machine raspi3b \
  -kernel arch/arm64/boot/Image \
  -append "earlycon=pl011,0x3f201000 console=ttyAMA0" \
  -dtb arch/arm64/boot/dts/broadcom/bcm2837-rpi-3-b.dtb \
  -initrd ../buildroot/output/images/rootfs.cpio \
  -serial stdio \
  -s

起動してプロンプトまで表示されますが、キー入力を全く受け付けず操作不能になってしまいます。解決方法がわからなかったので諦めました。

ちなみに最近のlinux-nextを使う場合は、GPIOとpinctrlの初期化順を修正するパッチを当てないといけません。これを当てないとpinctrlが無効になってしまい、連鎖的にpinctrlに依存しているSDカードのドライバなども無効化され「rootfsがマウントできない！」とpanicになってしまいます。

この問題に気づくまでかなり時間がかかりました。バグだと思ってめっちゃ調べたのに、もうパッチがLKMLに投稿されていたという体験は、linux-nextを使っていると珍しくないですけどね。よりによってRaspberry Piだけで起きるバグをタイムリーに引くとは思わなかった……完全に油断してた。

QEMUの設定

Raspberry Piマシンの代わりにvirtマシンを使うことにしました。

今回はユーザーランドは動けばOKですから、Raspberry PiのディスクイメージRaspberry Pi OS Lite 64bit（公式ダウンロードサイト）を使用します。

QEMUで起動する場合virtioを使用します。QEMUのvirtマシンは残念ながらSDやmtdには対応していません。パラレルフラッシュはサイズが64MBまでのためにRaspberry Pi OSのイメージは大きすぎると言われ起動できません。

qemu-system-aarch64 \
  -machine virt -cpu cortex-a53 -smp 1 \
  -kernel arch/arm64/boot/Image -append "rw root=/dev/vda2" \
  -drive file=2022-01-28-raspios-bullseye-arm64-lite_resize.img,format=raw,if=virtio \
  -serial stdio \
  -s

最後の -sオプションはGDBの接続をポート1234で待機するオプション -gdb tcp::1234の短縮形です。カーネルのブート部分などをデバッグする場合は、GDBを接続するまで停止していてほしいので -Sも一緒に付けると良いです。

デバッグしよう

前置きがだいぶ長くなりましたがこれでデバッグ環境が整いました。GDBをQEMUに接続するにはtarget remoteコマンドを使います。

$ aarch64-unknown-linux-gnu-gdb vmlinux

GNU gdb (crosstool-NG 1.24.0.501_5bf4485) 10.2
Copyright (C) 2021 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.
Type "show copying" and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "--host=x86_64-build_pc-linux-gnu --target=aarch64-unknown-linux-gnu".
Type "show configuration" for configuration details.
For bug reporting instructions, please see:
<https://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>.
Find the GDB manual and other documentation resources online at:
    <http://www.gnu.org/software/gdb/documentation/>.

For help, type "help".
Type "apropos word" to search for commands related to "word"...
Reading symbols from vmlinux...


(gdb) b start_kernel

Breakpoint 1 at 0xffff800009e10c64: file init/main.c, line 931.


(gdb) target remote :1234

Remote debugging using :1234
0x0000000040000000 in ?? ()


(gdb) c

Continuing.

Breakpoint 1, start_kernel () at init/main.c:931
931     {

実行、ブレーク、ソースコードの表示もできています。良い感じですね！