Chłodniejszy laptop pod Ubuntu 11.10

Ubuntu 11.10 to nie tylko Unity ale też rozmaite zmiany pod spodem, z jądrem 3.0 na czele. Niestety … także tutaj po upgrade zderzyłem się z kilkoma problemami, w tym czterema związanymi z zarządzaniem energią:

• laptop zaczął mi się łatwo nagrzewać – nawet nie robiąc niczego obciążającego procesor,

• znacznie skrócił się czas pracy na baterii (do około godziny),

• system nie sygnalizuje już wyczerpanej baterii i nie hibernuje się, po prostu nagle i bez ostrzeżenia laptop wyłącza się,

• po hibernacji aplet prezentujący stan baterii nie może jej odnaleźć.

Są także pozytywne zmiany: od upgrade ani razu nie przydarzył mi się problem z wi-fi.

Sprawy detekcji stanu baterii dotychczas nie udało mi się rozwiązać i może być tu coś niestandardowego (min. ponieważ na moim Lenovo domyślne suspend i hibernate powodują zwis systemu, używam TuxOnIce).

Na pierwsze dwa problemy pewne recepty znalazłem, po ich zastosowaniu typowa raportowana temperatura to obecnie 50-60⁰C a nie 70-80⁰C które często widywałem od upgrade, czas pracy na baterii także zauważalnie się wydłużył.

Oszczędzanie energii peryferii

Zasadniczy problem nie dotyczy tylko Ubuntu, jest dość szczegółowo opisany i wiąże się ze zmianami w samym kernelu. W skrócie: jądro Linuksa zaczęło wyłączać tryby oszczędzania energii jeśli BIOS nie informuje o ich używaniu, co formalnie jest poprawne ale w praktyce – gdzie jakość informacji pochodzących z BIOSu bywa … różna – prowadzi do znacznego zwiększenia zużycia energii na niektórych komputerach (efekt występuje lub nie zależnie od sprzętu i BIOSu).

Trwają prace nad poprawkami ale póki co problem można rozwiązać prostą rekonfiguracją jądra: dodaniem parametru pcie_aspm=force. Zaklęcie to (szczegółowy opis np. tutaj) po prostu wymusza stosowanie oszczędzania energii niezależnie od tego co raportuje BIOS.

Nałożyłem to następująco:

• otworzyłem w edytorze plik /etc/default/grub

• znalazłem definicję zmiennej GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT, w moim wypadku miała ona postać

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet nosplash resume=swap:/dev/sda7"

i dodałem tam pcie_aspm=force:

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet nosplash pcie_aspm=force resume=swap:/dev/sda7"

• zapisałem plik i odpaliłem

sudo update-grub

• zrebootowałem komputer

W /var/log/syslog po każdym reboocie pojawia się wzmianka:

Nov 12 22:32:54 banach kernel: [    0.000000] PCIe ASPM is forcedly enabled

no i … laptop chłodniejszy.

Częstotliwość pracy procesora

Druga poprawka dotyczy częstotliwości taktowania procesora – nie ma potrzeby, by stale pracował stale w trybie maksymalnej wydajności. Ubuntu domyślnie ustawia (sensownie) tryb Ondemand, tj. dostosowywanie szybkości pracy do aktualnego obciążenia (procesor jest niżej taktowany gdy nie jest potrzebny).

Odpowiada za to /etc/init.d/ondemand (i symlinki doń w /etc/rc*.d).

Niemniej, czasem warto przełączyć się w tryb Powersave (stałe działanie z wolnym taktowaniem) albo Conservative (tryb podobny do Ondemand ale płynniej zmieniający taktowanie, co ponoć jest przyjaźniejsze dla baterii), przydaje się też ikonka prezentująca aktualny stan rzeczy.

Stosowany niegdyś przeze mnie aplet Gnome przestał działać, jego zastępcą dla Unity jest programik indicator-cpufreq:

sudo add-apt-repository ppa:artfwo/ppa
sudo apt-get install indicator-cpufreq

Aplecik symbolicznie prezentuje szybkość procesora (stopień zakolorowania ikonki, informacje po rozwinięciu menu) i pozwala ją przestawiać.

Można uruchamiać go z palca (komenda indicator-cpufreq), ja dodałem sobie to narzędzie do autostartu. W Startup Applications domyślnie było widoczne ale nieaktywne, odklikałem odpowiedni checkbox.

Dla kompletności dodam, że na konsoli informację o aktualnym taktowaniu podaje

cpufreq-info

a zmianę można przeprowadzić przy pomocy cpufreq-set:

cpufreq-set -g ondemand -r

(tu ustawienie trybu ondemand na wszystkich procesorach). Oba programy pochodzą z pakietu cpufrequtils.

Dodatkowe oszczędności

Poniższe sztuczki zwykle nie powinny być potrzebne, realizują je narzędzia wyższego poziomu. Patrz ostatnia część artykułu.

Wynotowałem sobie jeszcze parę zaklęć związanych z oszczędzaniem energii (do testowania z palca i ewentualnego umieszczenia w /etc/rc.local lub innym pliku startowym).

Dyski

Oszczędzanie energii dysków kosztem wolniejszego działania i nie działania podłączania na gorąco:

for dev in /sys/class/scsi_host/host*; do
    echo min_power > $dev/link_power_management_policy
done

Odwrócić efekty powyższego można robiąc:

for dev in /sys/class/scsi_host/host*; do
    echo max_performance > $dev/link_power_management_policy
done

Dźwięk

Oszczędzanie energii karty dźwiękowej (tu – Intelowej, 10 to ilość sekund nieaktywności po których urządzenie usypia):

echo 10 > /sys/module/snd_hda_intel/parameters/power_save
echo Y > /sys/module/snd_hda_intel/parameters/power_save_controller

Równoważny efekt ma dopisanie

options snd-hda-intel power_save=10 power_save_controller=Y

do /etc/modprobe.d/alsa-base.conf.

Ustawienie może powodować problemy, pierwsze – wysoki dźwięk w chwili gdy karta się wyłącza (10 sekund od zakończenia grania), drugie – kliknięcie w chwili gdy po przerwie komputer zaczyna odtwarzać jakiś dźwięk.

Odwrócenie ustawień – odpowiednio wpisanie 0 dla power_save i N dla power_save_controller.

ASPM

Przejście ASPM w tryb oszczędzania energii:

# Przejście ASPM w tryb oszczędzania energii
echo powersave > /sys/module/pcie_aspm/parameters/policy

W tej chwili nie rozumiem, czy jest to alternatywa dla pcie_aspm=force, czy też uzupełnienie tej opcji.

Jupiter

Do ewentualnego obejrzenia jest też Jupiter, pod Ubuntu najprościej instalowany przez:

sudo add-apt-repository ppa:webupd8team/jupiter
sudo apt-get update
sudo apt-get install jupiter

Uruchamianie apletu przez jupiter-run, program nie ogranicza się do apletu, instaluje też rozmaite skrypty (np. wykonywane przy przechodzeniu z sieci na baterię i odwrotnie – /etc/pm/power.d/00-jupiter-cpu).

Program obiecuje zbiorcze zarządzanie charakterystykami wydajności komputera (użytkownik wybiera poziom pracy a program pod spodem mapuje to na serię ustawień wielu modułów i aplikacji) a także zapamiętywanie ustawień.

Wewnętrznie są tam wykonywane zarówno różne zaklęcia na /sys sterujące jądrem, podobne do wyżej omawianych, jak rekonfiguracje X przy pomocy xinput.

Moje zainteresowanie Jupiterem znacząco osłabło gdy przestawienie Performance Modes z domyślnego Maximum Performance na High Performance spowodowało … wyłączenie touchpada (i zarazem niemożliwość odwrócenia sytuacji bez podpinania myszy – aplet jupitera nie jest dostępny z klawiatury). Nie budzi też zaufania zamieszanie powodowane przezeń w /etc (min. instalator kasuje symlinki włączające tryb ondemand dla procesora a deinstalator ich nie przywraca – to cecha raczej pakietowania przez WebUpd8 niż samego programu ale tak czy siak – problem).

Uzupełnienie: laptop-mode

Rzecz ostatnia ale … ważniejsza od dwóch poprzednich, prawdopodobnie tłumacząca mój problem z brakiem hibernacji przy niskim poziomie baterii i wiele innych kłopotów.

Ubuntu 11.10 nie zainstalowało (przynajmniej przy upgrade) laptop-mode (o ile pamiętam, w starszych wersjach pakiet był instalowany po wykryciu laptopa). Właśnie to narzędzie tradycyjnie odpowiadało za przechodzenie w rozmaite tryby oszczędzania energii przy pracy na baterii, hibernację przy jej niskim poziomie i optymalizację ustawień jądra pod laptopy (co robi – patrz /etc/laptop-mode i man laptop-mode.conf – oczywiście po instalacji).

Doinstalować je można łatwo:

$ sudo apt-get install laptop-mode-tools

ale … nie prowadzi to do sukcesu:

# laptop_mode
Unhandled kernel version: 3.0 ('uname -r' = '3.0.0-12-generic-tuxonice')
Couldn't acquire lock. Retrying....

Unhandled kernel version: 3.0 ('uname -r' = '3.0.0-12-generic-tuxonice')
Couldn't acquire lock. Retrying....

(to samo przy /etc/init.d/laptop_mode restart).

Losy zgłoszenia można tropić tutaj.

Spróbowałem workaroundu opisanego w zgłoszeniu: przeedytowałem skrypt /etc/sbin/laptop_mode dopisując (około 500 wiersza) 3.0:

    case "$KLEVEL" in
            "2.4" ) ;;
            "2.6" ) ;;
            "3.0" ) ;;
            *)
                    log "ERR" "Unhandled kernel version: $KLEVEL ('uname $
                    exit 1
                    ;;
    esac

Po tej zmianie obserwuję ten sam problem, co osoby wcześniej komentujące zgłoszenie – fatalne backtrace z hal-disable-polling:

*** buffer overflow detected ***: hal-disable-polling terminated
======= Backtrace: =========
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__fortify_fail+0x45)[0x2538d5]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(+0xe66d7)[0x2526d7]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(+0xe6ec7)[0x252ec7]
hal-disable-polling[0x804910d]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf3)[0x185113]
hal-disable-polling[0x8049361]

Wyłączyłem ten moduł edytując /etc/laptop-mode/conf.d/hal-polling.conf:

#CONTROL_HAL_POLLING="auto"
CONTROL_HAL_POLLING=0

Po tej poprawce reszta modułów wydaje się działać.