개발&컴퓨터시스템/Linux System Tip2011. 6. 1. 20:21

smartctl을 이용한 하드디스크 진단


System을 운영 하다보면 Hard disk의 장애로 인하여 곤란한 상황에 처할때가 간혹 있다.

카방클이 있는 개발팀의 동료 한명도.. disk 손상인지 모르고.. 소스코드 디버깅만 죽어라 했던 일이 있었다.

어느날 갑자기 Log를 write 하는 성능이 급격하게 저하 된다거나. 

멀쩡한 파일을 read하는데 실패한다거나 하는 증상을 만나게 되면 

Hard disk의 상태를 점검해볼 필요가 있다.

Linux system에서 Hard disk를 점검하기 위해서 사용되는 Tool로는 smartctl 이라는 것이 제공된다.


사용법

굳이 여기에 기술할 필요는 없을듯.. ㅎㅎ

"--help" 옵션이나, "man" 을 이용해서 사용법 및 옵션 확인


결과 확인 방법


"/dev/sda" 를 "smartctl --all /dev/sda" 명령을 이용해서 분석한 결과는 다음과 같다.

[kabang@Home:~]$ su -
Password:
[root@Home ~]# smartctl --all /dev/sda
smartctl version 5.38 [x86_64-redhat-linux-gnu] Copyright (C) 2002-8 Bruce Allen
Home page is http://smartmontools.sourceforge.net/

=== START OF INFORMATION SECTION ===
Model Family:     Western Digital Caviar Second Generation Serial ATA family
Device Model:     WDC WD5000AAKS-00A7B2
Serial Number:    WD-WCASY7521049
Firmware Version: 01.03B01
User Capacity:    500,107,862,016 bytes
Device is:        In smartctl database [for details use: -P show]
ATA Version is:   8
ATA Standard is:  Exact ATA specification draft version not indicated
Local Time is:    Wed Jun  1 19:55:45 2011 KST
SMART support is: Available - device has SMART capability.
SMART support is: Enabled

=== START OF READ SMART DATA SECTION ===
SMART overall-health self-assessment test result: PASSED

General SMART Values:
Offline data collection status:  (0x84) Offline data collection activity
                                        was suspended by an interrupting command from host.
                                        Auto Offline Data Collection: Enabled.
Self-test execution status:      (   0) The previous self-test routine completed
                                        without error or no self-test has ever
                                        been run.
Total time to complete Offline
data collection:                 (11160) seconds.
Offline data collection
capabilities:                    (0x7b) SMART execute Offline immediate.
                                        Auto Offline data collection on/off support.
                                        Suspend Offline collection upon new
                                        command.
                                        Offline surface scan supported.
                                        Self-test supported.
                                        Conveyance Self-test supported.
                                        Selective Self-test supported.
SMART capabilities:            (0x0003) Saves SMART data before entering
                                        power-saving mode.
                                        Supports SMART auto save timer.
Error logging capability:        (0x01) Error logging supported.
                                        General Purpose Logging supported.
Short self-test routine
recommended polling time:        (   2) minutes.
Extended self-test routine
recommended polling time:        ( 131) minutes.
Conveyance self-test routine
recommended polling time:        (   5) minutes.
SCT capabilities:              (0x303f) SCT Status supported.
                                        SCT Feature Control supported.
                                        SCT Data Table supported.

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
  3 Spin_Up_Time            0x0027   163   162   021    Pre-fail  Always       -       4825
  4 Start_Stop_Count        0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       259
  5 Reallocated_Sector_Ct   0x0033   200   200   140    Pre-fail  Always       -       0
  7 Seek_Error_Rate         0x002e   200   200   000    Old_age   Always       -       0
  9 Power_On_Hours          0x0032   085   085   000    Old_age   Always       -       11533
 10 Spin_Retry_Count        0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       0
 11 Calibration_Retry_Count 0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       0
 12 Power_Cycle_Count       0x0032   100   100   000    Old_age   Always       -       254
192 Power-Off_Retract_Count 0x0032   200   200   000    Old_age   Always       -       237
193 Load_Cycle_Count        0x0032   200   200   000    Old_age   Always       -       259
194 Temperature_Celsius     0x0022   109   086   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   200   200   000    Old_age   Offline      -       0
199 UDMA_CRC_Error_Count    0x0032   200   200   000    Old_age   Always       -       0
200 Multi_Zone_Error_Rate   0x0008   200   200   000    Old_age   Offline      -       0

SMART Error Log Version: 1
No Errors Logged

SMART Self-test log structure revision number 1
No self-tests have been logged.  [To run self-tests, use: smartctl -t]


SMART Selective self-test log data structure revision number 1
 SPAN  MIN_LBA  MAX_LBA  CURRENT_TEST_STATUS
    1        0        0  Not_testing
    2        0        0  Not_testing
    3        0        0  Not_testing
    4        0        0  Not_testing
    5        0        0  Not_testing
Selective self-test flags (0x0):
  After scanning selected spans, do NOT read-scan remainder of disk.
If Selective self-test is pending on power-up, resume after 0 minute delay.

[root@Home ~]#



위와 같이 장문의 결과가 나온다.

이중에서 붉은색 박스로 표시한 부분을 확인하면 되며 각 항목에 대해서 설명을 하자면 아래 표와 같다.

빨간색 항목은 정상적인 Hard disk 라면 반드시 0을 가지고 있어야 하는 항목들이다.

그리고 숫자가 높을수록 상태가 삐리한거다.

Raw_Read_Error_Rate
디스크 표면이로부터 데이터를 읽는 과정에서 문제가 있을때 (주로 물리적인 충격으로 유발됨)
Spin_Up_Time
플레터 회전이 제로 rpm에서 최대 rpm에 도달하는데 걸리는 평균 시간
Start_Stop_Count
플레터가 회전하고 정지한 횟수
Reallocated_Sector_Ct
섹터에 문제가 생겨서 스페어영역의 섹터로 대체한 횟수
Seek_Error_Rate
탐색 오류율
Power_On_Hours
하드에 전원이 인가된 시간
Spin_Retry_Count
최대rpm에 도달하기위해서 회전을 시도하는 횟수 (정상이라면 1번에 끝나야한다)
Power_Cycle_Count
전원 on/off 횟수
Power-Off_Retract_Count
헤드가 플레터(디스크)에서 벗어나는 횟수 (간단하게 parking 위치로 이동한 횟수)
Load_Cycle_Count
헤드가 플레터위로 진입한 횟수
Temperature_Celsius
하드디스크 온도
Reallocated_Event_Count
스페어영역으로 대체된 섹터로 부터 데이터를 읽어간 횟수
hardware ecc recovered
ECC 오류검출로 인하여 복구된 횟수
Current_Pending_Sector
불안정적인 섹터로 스페어영역 섹터로 remap을 준비중이거나 읽는 과정에 문제가 생긴 섹터 (준 배드섹터)
Offline_Uncorrectable
읽기/쓰기에 문제가 생긴 섹터, 즉 디스크 표면이 손상됨. (한마디로 배드섹터)
UDMA_CRC_Error_Count
하드디스크 인터페이스를 통해 데이타 전송과정에 발생한 CRC 오류 횟수
Multi_Zone_Error_Rate
섹터에 쓰기과정에 발생한 에러가 검출된 횟수


예제

아래와 같은 에러 메시지가 발생하는 Linux system있다. 이 System을 smartctl을 통해 분석한다.
ata1.00: exception Emask 0x0 SAct 0x0 SErr 0x0 action 0x0
ata1.00: irq_stat 0x40000001
ata1.00: cmd 06/01:01:00:00:00/00:00:00:00:00/a0 tag 0 dma 69632 out
         res 51/04:01:00:00:00/00:00:00:00:00/a0 Emask 0x1 (device error)
ata1.00: status: { DRDY ERR }
ata1.00: error: { ABRT }
ata1.00: device reported invalid CHS sector 0
end_request: I/O error, dev sda, sector 533248

"DRDY ERR" 가 발생을 하고 있다.. DRDY(설명 : Hard disk의 status register 에 Drive ready error를 확인함)

여기서 /dev/sda에 대한 smartctl 결과는 아래와 같다. 빨간색으로 표시한 부분은 문제가 있는 부분이다.


# sudo smartctl --all /dev/sda
smartctl 5.40 2010-03-16 r3077 [x86_64-unknown-linux-gnu] (local build)
Copyright (C) 2002-10 by Bruce Allen, http://smartmontools.sourceforge.net

=== START OF INFORMATION SECTION ===
Device Model:     SSD128GNOB-HSM1
Serial Number:    <censored>
Firmware Version: 1571
User Capacity:    128.035.676.160 bytes
Device is:        Not in smartctl database [for details use: -P showall]
ATA Version is:   7
ATA Standard is:  Exact ATA specification draft version not indicated
Local Time is:    Fri Jan  7 23:14:19 2011 CET
SMART support is: Available - device has SMART capability.
SMART support is: Enabled

=== START OF READ SMART DATA SECTION ===
SMART overall-health self-assessment test result: PASSED

General SMART Values:
Offline data collection status:  (0x00) Offline data collection activity
was never started.
Auto Offline Data Collection: Disabled.
Self-test execution status:      (   0) The previous self-test routine completed
without error or no self-test has ever
been run.
Total time to complete Offline
data collection: (   0) seconds.
Offline data collection
capabilities: (0x1d) SMART execute Offline immediate.
No Auto Offline data collection support.
Abort Offline collection upon new
command.
Offline surface scan supported.
Self-test supported.
No Conveyance Self-test supported.
No Selective Self-test supported.
SMART capabilities:            (0x0003) Saves SMART data before entering
power-saving mode.
Supports SMART auto save timer.
Error logging capability:        (0x00) Error logging NOT supported.
General Purpose Logging supported.
Short self-test routine
recommended polling time: (   0) minutes.
Extended self-test routine
recommended polling time: (   0) minutes.

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     0x0000   007   000   000    Old_age   Offline      -       0
  9 Power_On_Hours          0x0000   202   001   000    Old_age   Offline      -       0
12 Power_Cycle_Count       0x0000   169   000   000    Old_age   Offline      -       0
184 End-to-End_Error        0x0000   018   000   000    Old_age   Offline      -       0
195 Hardware_ECC_Recovered  0x0000   000   000   000    Old_age   Offline      -       0
196 Reallocated_Event_Count 0x0000   000   000   000    Old_age   Offline      -       0
197 Current_Pending_Sector  0x0000   000   000   000    Old_age   Offline      -       0
198 Offline_Uncorrectable   0x0000   131   213   000    Old_age   Offline      -       38503
199 UDMA_CRC_Error_Count    0x0000   021   007   000    Old_age   Offline      -       39935
200 Multi_Zone_Error_Rate   0x0000   016   197   000    Old_age   Offline      -       401
201 Soft_Read_Error_Rate    0x0000   197   047   000    Old_age   Offline      -       173
202 Data_Address_Mark_Errs  0x0000   164   115   000    Old_age   Offline      -       2
203 Run_Out_Cancel          0x0000   030   103   000    Old_age   Offline      -       2
204 Soft_ECC_Correction     0x0000   000   000   000    Old_age   Offline      -       0
205 Thermal_Asperity_Rate   0x0000   160   134   000    Old_age   Offline      -       1
206 Flying_Height           0x0000   001   000   000    Old_age   Offline      -       0
207 Spin_High_Current       0x0000   219   006   000    Old_age   Offline      -       0
208 Spin_Buzz               0x0000   067   000   000    Old_age   Offline      -       0
209 Offline_Seek_Performnce 0x0000   100   000   000    Old_age   Offline      -       0
210 Unknown_Attribute       0x0000   238   000   000    Old_age   Offline      -       0
211 Unknown_Attribute       0x0000   000   000   000    Old_age   Offline      -       0

Warning: device does not support Error Logging
Warning! SMART ATA Error Log Structure error: invalid SMART checksum.
SMART Error Log Version: 1
No Errors Logged

Warning! SMART Self-Test Log Structure error: invalid SMART checksum.
SMART Self-test log structure revision number 1
No self-tests have been logged.  [To run self-tests, use: smartctl -t]


Device does not support Selective Self Tests/Logging

smartctl의 결과에 의해서 배드섹터가 38503개가 있으며 Cable상 오류도 발생하는 것을 찾을수 있다.

이런 상태라면.. 만약 Hart disk의 보증기간이 남아 있을 경우 RMA를 받도록 하자~ ^^


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Linux kernel 3.0-rc1 릴리즈




2.8을 건너 뛰고.. 리눅스 3.0-rc1을 릴리즈 했다고 LWN에 기사가 떳습니다.

3.0으로 넘어가면서 기존 2.6 버전 올라가는 수준의 패치만 있을뿐

big change는 절대로 없으며 단지 20주년을 기념하는 넘버링이라고 하네요 -_-..

ABI 와 API역시 변화가 없기 때문에... 다행이도...

리눅스 커널 기반으로 뭔가를  개발 하시던 개발자 분들은 긴장할 필요는 없겠네요 ^^;


그래도.. 이렇게 큰 변화없이 버전만 올라가는게 아쉽기는 하네요 ~ ^^;;

2.8, 3.0 ... 은 우리에게 어떤 모습으로 다가올까? 내심 기대하고 있었는데

그나저나 리눅스관련 서적을 다루는 출판사들이 좀 난감 하겠네요 ㅋㅋ

책 내용은 거의 변경된것도 없이.. 3.0 단어만 바꿔서 출판하는건지 ㅎ


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[c]C code 에서 GCC version 검사하기


GCC로 컴파일을 하게될 경우 프로그램 내부에서 GCC version
 
을 확인할수 있는 매크로를 다음과 같이 제공하고 있다.
 
설명


__GUNC__
메이져 넘버 ex) gcc version 4.4.2
 
__GNUC_MINOR__
마이너 넘버  ex) gcc version 4.4.2 
 
__GNUC_PATCHLEVEL__
패치 넘버     ex) gcc version 4.4.2
 

사용법 예제

특정 GCC 버전으로 컴파일시만 포함되는 코드 삽입(예제는 4.4.X 이상 일 경우)
#if defined(__GNUC__) && ( __GNUC__ * 100 + __GNUC_MINOR__ * 10 >= 440 )

    // TODO : C 코드

#endif
저작자표시

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time_after() 구조 및 처리방식

Linux kernel 에서는 unsigned long 타입의 변수 a와 b 사이에서
a가 b 보다 큰지 검사를 하는 매크로함수로 time_after() 라는 것을 제공한다.

여기서 그냥 "if ( a > b)" 이렇게 검사하면 되는거 아니야 ? 라고 할지 모르겠지만
timer_after()함수의 특성은 a가 overflow되어 값이 b보다 작아지는 경우에도
정상동작을 한다는것이다. 즉. 커널에서 jiffies 변수의 overflow를 고려하여 만든 함수이다.


프로토타입

int time_after(unsigned long a, unsigned long b)
리턴값 ( 1 : a 가 b 보다 크다 , 0 : a 가 b 보다 크지 않다. )


코드설명
time_after() 함수의 코드는 다음과 같다.
#define typecheck(type,x) \
({ type __dummy; \
typeof(x) __dummy2; \
(void)(&__dummy == &__dummy2); \
1; \
})

#define time_after(a,b) \
(typecheck(unsigned long, a) && \
typecheck(unsigned long, b) && \
((long)(b) - (long)(a) < 0))

여기서 typecheck는 항상 1이기 때문에 무시하면 결국 아래와 같은 형태가 된다.
((long)(b) - (long)(a) < 0))

결국 unsigned 형인 a와 b를 signed 형으로 casting 하여 b - a 의 결과가 0보다 작은지 비교하는 것이다.
이렇게 signed 로 casting 된 변수는 밑에 case 1,2,3의 예제와 같이 처리되어 overflow상황에서도
정상동작을 하게 되는것이다. (case2 이 overflow에 대한 예제)

case 1
          b        a
|----------------------------------------|----------------------------------------|
0x00000000                             0x7FFFFFFF 0x8FFFFFFF                            0xFFFFFFFF
0                                            2147483648 -2147483648                                            -1

"b - a = 음수"
결과가 음수 이기 때문에 a는 b 보다 크다.

case 2 (a가 overflow되어 b보다 작아진 경우)
        a                                                                                                 b
|----------------------------------------|----------------------------------------|
0x00000000                             0x7FFFFFFF 0x8FFFFFFF                            0xFFFFFFFF
0                                            2147483648 -2147483648                                            -1

a가 overflow 되어 b보다 작아진 경우다.
이 경우 time_after()함수처리에 의해서 signed 형으로 casting 되면 "음수b - 양수a" 의 형태가 된다.
즉 "음수b - 양수a" 의 결과는 음수가된다.
결과가 음수 이기 때문에 a는 b 보다 크다.

case 3
                                                        b        a
|----------------------------------------|----------------------------------------|
0x00000000                             0x7FFFFFFF 0x8FFFFFFF                            0xFFFFFFFF
0                                            2147483648 -2147483648                                            -1

그러나 만약에 a와 b가 양수에서 음수로 변경되는 지점을 기준으로 양쪽에 존재하면?
"양수b - (음수a)" 의 계산결는 항상 양수가 되고 잘못된 결과를 리턴하는 것이 아니냐? 라는 의문을 가지게 된다.
그러나 이 지점에서의 "양수b - (음수a)" 결과는 2147483648 보다 큰값을 가지게 되며
결국 이로 인하여 부호가 변경되어 결과값은 음수가된다.
결과가 음수 이기 때문에 a는 b 보다 크다.


주의사항
b 와 a의 gap이 2147483648 이상 벌어지게 되면 의도하지 않은 +,- 부호 변화에 의해서 잘못된 결과를 리턴하게 된다.
이는 HZ가 1000인 linux box 에서 jiffies로 치면 대략 24.5일 정도가 소요되며 time_after() 및 관련 함수를 이용시
비교하는 변수 두개가 2147483648 이상 차이가 나지 않는 다는 전제 하에서 사용이 가능하다.

참고로 time_after64()를 사용하게 되면 292,471,208년 이상 gap벌어져야 잘못된 결과를 리턴한다. time_after64일 경우
마음 편하게 사용하자~


저작자표시

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