Вычислительный танк заряженный свободой: ThinkPad T420 и Debian Linux

Послее очередной серии отказов проверенного временем железа выяснилось, что для проведения масштабных симуляций и написания пачки статей в арсенале автора имеет место быть только Toshiba NB100. Нетбук он приличный, конечно, и на конференцию или в поездку его взять самое оно. Но для масштабной работы это, конечно, не серьёзно. Отчаявшись найти что-нибудь достойное среди унылого ширпотреба от HP, Acer и Samsung, автор обратился к сайту Lenovo. Памятуя о более чем достойном планшете Thinkpad, автор спросил у сайта Леновы: а что, отцы, может вы и ноутбуки приличные делаете? Вот так автор стал счастливым обладателем нового Lenovo Thinkpad T420.


Как говорил Стив Джобс, компьютер это как велосипед для мозга. Вот и автору потребовался новый ноутбук, который был бы полноценной заменой десктопу - с удобной клавиатурой, нормальным экраном, поддерживаемым в Linux железом и с DVD-RW для бекапов. После долгих мук, выбор пал на крепко сбитый и ладно скроенный Lenovo Thinkpad T420, и после пары ударов в бубен, обтачивая Debian Squeeze, Debian Lenny и бекпорты до съедобного состояния, ноутбук заработал на полную мощь. Но об этом чуть ниже.

Каков собою Т420?

В отличие от непотребных ширпотребных поделок с облезающим пластиком, кои имеются в наличии в Эльдорадах местного разлива, T420 выглядит и ощущается как настоящий танк рядом с жигулями и запорожцами от HP и самсунга. Вот он:

На картинках он выглядит огромным чемоданом, но в жизни он компактнее многих аналогичных ноутбуков от, скажем, HP. Яркий матовый чёрт подери экран 1366x768 с LCD-подсветкой радует глаз настолько, что часто приходится снижать яркость.

Особенно хочется отметить клавиатуру - она прекрасна. Нет, серьёзно: у Dell отличные мягкие клавиатуры, на которых удобно и приятно набирать тексты, но Lenovo это просто нечто. С коротким ходом, мягкая и с тихим кликом - набирать тексты на ней просто одно удовольствие. Ну и легендарный красный сексапильный трекпоинт в центре клавиатуры, куда ж без него.

В закрытом виде Thinkpad T420 представляет собой брутальный кирпичик без всяких блескучих мигалок:

Также весьма интересно, что в Thinkpad T420 нет жесткого крепления винчестера и корпуса: жесткий диск расположен между резиновыми прокладками:

Это отражается на статистике отказов жесткого диска: вот тут говорят, что ноутбуки от Леновы к ним приходят на ремонт довольно редко. Это, конечно, не означает, что владелец ноутбука Lenovo может забыть про резервные копии.



Как попасть в настройки BIOS у Lenovo Thinkpad T420?
Непраздный вопрос, кстати. При загрузке рекомендуют жать синюю кнопку ThinkVantage, но это не работает. А на самом деле нужно нажимать F1, хотя время для этого отведено немного. Список устройств для загрузки можно запросить кнопкой F12, и загрузиться с DVD-RW, USB-флешки, или сети по выбору.

Что под килтом у T420?

Весьма мощное железно и очень хорошая система охлаждения. Буквально, под килтом вот что:

На сайте Lenovo можно кастомизировать свой ноутбук и выкинуть из него ненужное (типа сканера отпечатков пальцев) и добавить зато что-то полезное (скажем, более быстроый процессор и побольше памяти). Что интересно, доступен для скачивания полный мануал по разборке ноутбука. Мало ли, пригодится...

Ноутбук Lenovo Thinkpad в конфигурации, которую я выбрал на официальном сайте, больше напоминает вычислительный танк:

Processor:	Intel Core i7-2640M Processor (2.80GHz, 4MB L3, 1333MHz with Intel HD Graphics 3000)
Operating system:	Debian GNU/Linux i386 Special Virens ``Old School Warm Tube'' Remix
Display type:	14.0" HD LED backlight Anti-Glare (1366 x 768)
System graphics:	Intel HD Graphics 3000 processor graphics with dynamic frequency
Total memory:	8 GB PC3-10600 DDR3 SDRAM 1333MHz SODIMM Memory (2 DIMM)
Keyboard:	Kosher Soft IBM Keyboard - US English
Pointing device:	UltraNav (TrackPoint and TouchPad) without Fingerprint Reader
Camera:	720p HD Camera with Microphone
Hard drive:	500GB Hard Disk Drive, 7200rpm
Optical device:	HL-DT-ST DVDRAM GT50N
System expansion slots:	Express Card Slot, 4-in-1 Card Reader
Audio device:	Intel Corporation Cougar Point High Definition Audio
Bluetooth:	Broadcom Bluetooth 3.0 with antenna
Integrated WiFi wireless LAN adapters:	Intel Centrino Advanced-N 6205 AGN
Ethernet:	Intel PRO/1000 Network (Driver e1000e)

В ноутбуке есть 3 порта USB 2.0, один USB 3.0 (туда можно засунуть и USB 2), один порт eSATA, VGA и DisplayPort для внешних экранов. Ноутбук удивительно тихий и холодный - почти не греется, что поражает, особенно учитывая огромную мощь внутри.

Ноутбук был заказан на официальном сайте Lenovo и почти все переключатели на сайте были выставлены на максимум, что влетело автору в 1500$. Доставку в нашу глухую австралийскую деревню Ленова сделала бесплатной.

Дальнейшие приключения по вживлению в ноутбук Дебиана с элементами секса и насилия подсвечены следующими цветами:

• Работает нормально
• Пытается отчасти работать
• Не работает вообще

История с хорошим концом: не смотря на некоторое количество эротических приключений с элементами техноложества, о чём ниже, T420 в конце концов заработал на полную мощь.


Первый подход к штанге: попытка запалить Debian Lenny на T420
У автора есть уже настроенный образ с Debian Lenny, матлабом, гнуплотом, шахматами и поэтессами, готовыми к немедленному употреблению. Что удобно, ибо работы много, времени мало, и лишних движений делать не хочется. А с Debian всё легко и просто: всякая железяка, попавшая в крепкие руки автора, сразу же форматируется и на чистый винчестер заливается настроенный образ Lenny легко и просто.

Итак, Debian Lenny c ядром Linux 2.6.26 загрузился с переносного винчестера, но на этом всё хорошее закончилось. В общем и целом, выглядело это вот так:

Да, картинка описывает ситуацию предельно точно:

• Процессор: из 4 ядер доступно только 2.
• Память: из 8 Гб доступно только 3 (PAE-то нету)
• Дисплей и графика: 1024х768 растянут на широкий формат, тормозит безбожно, ибо драйвер VESA.
• Жёсткий диск: работает.
• Оптический привод: читает и пишет DVD/CD без проблем.
• Карты памяти: не обнаруживаются вообще.
• Звук: alsaconf звука не нашла.
• Ethernet: отсутствует.
• WiFi: об этом даже думать не стоит.
• ACPI кнопки: никакой реакции.

Иксы стартуют только в Vesa и только в кривом разрешении: получается типа 1024х768, только растянутые на широкий формат. В общем не густо, прямо скажем. Даже ядро 2.6.31 оказывается устаревшее для этого ноутбука. Автор вспомнил свой первый Debian Woody - там хотя бы сеть поднялась сразу... Ладно, придётся нам обновляться на Squeeze.


Становая тяга: обновление до Debian Squeeze
Как ни удивительно, апдейт не принёс никаких позитивных улучшений вообще - всё 1:1 как с Ленни, только теперь иксы сказали, что знают про графическую карту, разрешение всё равно неправильное. Вот так выглядел рабочий стол после обновления до Squeeze:

Всё растянуто на 1366х768. Такой хоккей нам, естественно, не нужен. А нужно срочно обновлять иксы и ядро из Squeeze Backports.

Сухой остаток прежний: стало только хуже (приложения KDE4), при этом не добавив позитива (ядро устройства не поддерживает). Поэтому продолжаем обновляться и тягаем Backports.


Результативный рывок: Debian Squeeze + Squeeze Backports + Lenny
Продолжая курочить систему в попытках сделать из неё работоспособную машину, автор начал тягать бэкпорты из Squeeze Backports в поисках ядра, иксов и свежих приложений. Этому помогла очень дельный пост другого владельца T420 и заядлого дебианщика. Дальнейшее битва за урожай повествование описывает подъём железа и войну за нормальное софтверное рабочее окружение.

Подключение бекпортов в /etc/apt/sources.list происходит строчкой:
deb http://backports.debian.org/debian-backports squeeze-backports main

и далее пишем

# apt-get update

Но до этого хорошо бы получить хотя бы проводную сеть, так что нужно выкачивать ядро из Backports вручную и ставить его.

После установки и загрузки ядра 3.2.0 жить стало лучше, жить стало сильно веселее:

Linux dot 3.2.0-0.bpo.1-686-pae #1 SMP Sat Feb 11 14:57:20 UTC 2012 i686 GNU/Linux

Экран
Видеокарте тоже полегчало - при загрузке сразу врубается Framebuffer на полное разрешение и далее у иксов не возникает вопросов, какое разрешение ставить.

Кстати, это может неслабо напугать по первому разу: сначала ядро загружается нормально, крупными буквами сыпя привычные строчки про обнаружение устройств. Потом экран резко гаснет, и включается framebuffer с мелким шрифтом, и загрузка продолжается. Слабонервным заготовить валидол.

Потом привычно грузятся иксы в нормальном разрешении 1366х768, что радует. При этом неимоверно радует то, что сразу доступно аппаратное ускорение:

think@dot:~$ glxinfo
name of display: :0.0
display: :0 screen: 0
direct rendering: Yes
server glx vendor string: SGI
server glx version string: 1.4

Файл xorg.conf иксами читается, поэтому старые настройки переключения клавиатуры сразу стали доступны.

Самое замечательное, что нет никаких проблем со внешним монитором - всё отлично работает через xrandr:

xrandr --output LVDS1 --mode 1366x768 --output VGA1 --right-of LVDS1 --mode 1024x768

Включает внешний монитор, и можно перетащить туда окно с Kdvi и править там статьи.


Звук!
Загудели, заиграли провода:

# alsactl init

нашлась звуковая карта, которая корректно заработала с наушниками и колонками из коробки:

[ 8.036368] input: HDA Digital PCBeep as /devices/pci0000:00/0000:00:1b.0/input/input11
[ 8.040885] input: HDA Intel PCH HDMI/DP,pcm=8 as /devices/pci0000:00/0000:00:1b.0/sound/card0/input12
[ 8.040974] input: HDA Intel PCH HDMI/DP,pcm=7 as /devices/pci0000:00/0000:00:1b.0/sound/card0/input13
[ 8.041057] input: HDA Intel PCH HDMI/DP,pcm=3 as /devices/pci0000:00/0000:00:1b.0/sound/card0/input14

В коробке с новым ядром Linux 3.2.0 вообще обнаружилось много приятных мелочей. Так, из коробки заработали почти все функциональные клавиши - даже лампочка подсветки включается по Fn+PgUP. Вот автор сейчас сидит в темноте и строчит этот пост как раз с такой подсветкой. Мелочь, а Ленова :-)

Проводная сеть

Нашлась новым ядром интеловская сетевая карта:

[ 1.347541] e1000e: Intel(R) PRO/1000 Network Driver - 1.5.1-k
[ 1.347605] e1000e: Copyright(c) 1999 - 2011 Intel Corporation.
[ 1.347698] e1000e 0000:00:19.0: PCI INT A -> GSI 20 (level, low) -> IRQ 20

и Интернет потёк сразу широкой гигабитной рекой.

Беспроводная сеть Intel Centrino Advanced-N 6205
В ядре 3.2.0 всё уже есть, и модуль iwlwifi уже должен быть собран, но на всякий случай:

# apt-get install firmware-iwlwifi

И далее идём на интеловский сайт за firmware. Сайт организован весьма бестолково, ибо постоянно отправляет на intellinuxwireless.org
где всё свалено в одну кучу. В этой куче и лежит золотой ключик:

6005 Images - for Intel Centrino Advanced-N 6205

Скачиваем фирмварь (она называется как-нибудь iwlwifi-6000g2a-ucode-17.168.5.3.tgz), распаковываем и кладём в директорию:

/lib/firmware

Всё, после этого (перезагрузка системы или включение wicd) загорится лампочка WiFi и Интернет попрёт стремительным домкратом.

Также стоит установить wicd network manager:

apt-get install wicd wicd-gtk

который в Squeeze весьма хорош и отлично делает своё дело:

При этом с новым ядром проводная сеть (Ethernet) уже должна работать из коробки, радуя душу вебдванольщика гигабитным интернетом.


Broadcom Corp. Bluetooth Controller
Синезубый передатчик встроен в ноутбук и из коробки поддерживается ядром Linux 3.2.0. Для работы с файлами (по большей части переброска файлов между смартфоном и планшетом) удобнее поставить какие-нибудь графические приблуды вроде bluemon:

apt-get install bluez-utils bluemon

При этом можно легко спаривать устройства:

и пересылать файлы между ними.

Можно также попробовать gnome-bluetooth, который более симпатичен и функционален, но он за собой потащил зачем-то обновления для samba и ntfsprogs (пути гномеров неисповедимы....).

На всякий случай, включение и выключение Bluetooth можно делать через файловую систему /proc: состояние Bluetooth хранится в файле /proc/acpi/ibm/bluetooth поэтому если вы хотите выключить адаптер, даёте команду:

# echo disable > /proc/acpi/ibm/bluetooth

При этом на передней панели гаснет лампочка синего зуба.

ACPI и функциональные кнопки

Из коробки работает засыпание по закрытию крышки ноутбука или по Fn+F4. Автор всегда считал это буржуазным излишеством и нездоровым развратом, ничего, кроме проблем не приносящим. Но раз работает - пусть будет.

Почти все функциональные кнопки работают, если загрузить модуль ядра thinkpad_acpi:

# modprobe thinkpad_acpi

При этом ядро выдаст в логах (можно посмотреть с помощью dmesg) нечто жизнеутверждающее в стиле:

[ 7.054988] thinkpad_acpi: ThinkPad ACPI Extras v0.24
[ 7.060464] thinkpad_acpi: http://ibm-acpi.sf.net/
[ 7.060610] thinkpad_acpi: ThinkPad BIOS 83ET66WW (1.36 ), EC unknown
[ 7.060758] thinkpad_acpi: Lenovo ThinkPad T420, model 4177CTO
[ 7.061662] thinkpad_acpi: detected a 8-level brightness capable ThinkPad
[ 7.061939] thinkpad_acpi: radio switch found; radios are enabled
[ 7.063925] thinkpad_acpi: rfkill switch tpacpi_bluetooth_sw: radio is unbloc

При этом c ThinkPad ACPI Extras v0.24 работают кнопки:

• Fn+PgUp - включить фонарик над камерой для (хилой) подсветки клавиатуры (владельцы маков снисходительно улыбаются);
• Fn+Home и Fn+End - увеличить и уменьшить яркость монитора;
• Fn+F7 - переключаться между внешним и штатным монитором;
• Fn+F5 - включить и выключить беспроводную сеть (тут есть нюанс: оно выключает WiFi с концами, до следующей перезагрузки);
• Fn+F4 - отправить ноутбук в спящий режим (таки работает, на удивление, без сбоев).

Как говорят арчеводы, ACPI is well supported here. No obvious troubleshoots. Им, арчеводам, хочется верить, но:

• Fn+F12 - типа suspend to disk, но он уводит машину в летаргический сон навсегда (ну, до включения кнопкой POWER);
• Fn+F8 - по идее должен выключать тачпад, но не делает этого (автор уже начинает любить этот сексапильный трекпоинт);
• Fn+F5 - работает, как и обещано, в режиме "kill_switch", то есть убивает беспроводную сеть надёжно, аж до следующей перезагрузки.

Но это мелочи. На всякий случай, в ядре это включается так:

Device Drivers  ---> 

[*] X86 Platform Specific Device Drivers  --->   

<M>   ThinkPad ACPI Laptop Extras      

[ ]     Maintainer debug facilities 

[ ]     Verbose debug mode 

[ ]     Allow control of important LEDs (unsafe) 

[ ]     Video output control support 

[ ]     Support NVRAM polling for hot keys   

Ну и яркость монитора теперь можно регулировать хардкорным способом, через файловую систему /sys: там есть файл /sys/class/backlight/acpi_video0/brightness в который можно передать параметр яркости (от 0 до 15, где 0 это минимальная подсветка, а 15 максимальная).

... с вентиляторным заводом заключать договора ...

Отдельная история про вентилятор. По умолчанию он работает вполне сносно, но регулировки температуры у автоматики какие-то странные. Поэтому лучше установить thinkfan:

apt-get install thinkfan

и немного поиграться с его конфигом. При этом в качестве сенсора температуры можно указать следующие устройства:

sensor /sys/devices/platform/coretemp.0/temp1_input
sensor /sys/devices/platform/coretemp.2/temp1_input
sensor /sys/devices/virtual/hwmon/hwmon0/temp1_input

Сенсор выдаёт температуру в миллицельсиях, так что 32000 означает не то, что ваш ноутбук упал на Солнце, а всего лишь 32 градуса. Мой рабочий конфиг /etc/thinkfan.conf

# Syntax:
# (LEVEL, LOW, HIGH)
# LEVEL is the fan level to use (0-7 with thinkpad_acpi)
# LOW is the temperature at which to step down to the previous level
# HIGH is the temperature at which to step up to the next level
# All numbers are integers.
#
sensor /sys/devices/virtual/thermal/thermal_zone0/temp
sensor /sys/devices/virtual/hwmon/hwmon0/temp1_input

(0, 0, 20)
(1, 20, 40)
(2, 40, 50)
(3, 50, 52)
(4, 52, 55)
(5, 55, 65)
(6, 65, 70)
(7, 67, 32767)

В параметры демона /etc/modprobe.d/thinkfan.conf стоит добавить строчку:

options thinkpad_acpi fan_control=1

Посмотреть скорость вращения пропеллера и его уровни можно в /proc:

$ cat /proc/acpi/ibm/fan

при этом мы увидим:

status: enabled
speed: 3230
level: auto
commands: level <level> (<level> is 0-7, auto, disengaged, full-speed)
commands: enable, disable
commands: watchdog <timeout> (<timeout> is 0 (off), 1-120 (seconds))

После запуска:

# thinkfan

демон выдаст сообщение типа:

Config as read from /etc/thinkfan.conf:
Fan level Low High
0 0 20
1 20 40
2 40 50
3 50 52
4 52 55
5 55 65
6 65 70
7 67 32767
Daemon PID: 2103

Обращаю внимание, что демон туп и примитивен, и почти не проверяет конфиг, так что будьте бдительны.

Управления частотой процессора

Для того, чтобы продлить время работы от батарей и несколько охладить ноутбук, можно установить:

apt-get install cpufrequtils cpudyn cpufreqd

После этого с помощью утилиты cpufreq-set можно рулить частотой процессора для каждого ядра (а их четыре) отдельно. Команда

$ cpufreq-info

расскажет нам, какой режим используется процессором в данный момент:

cpufrequtils 007: cpufreq-info (C) Dominik Brodowski 2004-2009
Report errors and bugs to cpufreq@vger.kernel.org, please.

analyzing CPU 0:
driver: acpi-cpufreq
CPUs which run at the same hardware frequency: 0 1 2 3
CPUs which need to have their frequency coordinated by software: 0
maximum transition latency: 10.0 us.
hardware limits: 800 MHz - 2.80 GHz
available frequency steps: 2.80 GHz, 2.80 GHz, 2.60 GHz, 2.40 GHz, 2.20 GHz, 2.00 GHz, 1.80 GHz, 1.60 GHz, 1.40 GHz, 1.20 GHz, 1000 MHz, 800 MHz
available cpufreq governors: powersave, conservative, userspace, ondemand, performance
current policy: frequency should be within 800 MHz and 2.80 GHz.
The governor "ondemand" may decide which speed to use
within this range.
current CPU frequency is 800 MHz.
cpufreq stats: 2.80 GHz:5,36%, 2.80 GHz:0,10%, 2.60 GHz:0,12%, 2.40 GHz:0,11%, 2.20 GHz:0,09%, 2.00 GHz:0,12%, 1.80 GHz:0,14%, 1.60 GHz:0,13%, 1.40 GHz:0,22%, 1.20 GHz:0,18%, 1000 MHz:0,23%, 800 MHz:93,18% (13545)

Вывод для остальных трёх ядер не приводится для краткости. Далее примеры настроек:

cpufreq-set --min 800MHz --max 1.4GHz -c 0 -g 'powersave'

для работы от батарей, когда хочется продержаться подольше. Можно сделать так:

cpufreq-set --min 800MHz --max 2.8GHz -c 0 -g 'ondemand'

для того, чтобы сбить температуру при долгой работе по набору текста, чтобы ноутбук не нагревался (максимальные настройки дают температуру +55 градусов, ondemand же +45). Если же нужно проводить моделирование, то врубаем машину на всю катушку:

cpufreq-set --min 2.8GHz --max 2.8GHz -c 0 -g 'performance'

и так для каждого ядра.


Ой яи яи ёё, сееее-лаааа батарейка!

Не знаю как насчёт 8 часов, обещанных Леновой, но по моим оценкам оно как-то ближе к 4 часам. Вот скриншот после полутора часов работы (режим ondemand, правка текста, никаких симуляций.)

Батарея 6-cell, на 9-cell меня задушила жаба по многим причинам:

1. это НЕ ноутбук для поездок;
2. эта машина для вычислений (замена десктопа), стоит на столе со стабильным электропитанием. От батареек требуется продержаться до выключения машины - 5-10 минут, не больше.
3. максимум автономной работы - час или полтора, на встрече с шефом и демонстрации ему результатов.

Некоторое время спустя kpowersave из Lenny начал выдавать что-то маловразумительное, пытаясь меня убедить, что батарей целых три:

В настоящее время ведётся расследование этого странного происшествия.

Общее впечатление от Debian Squeeze на Lenovo IBM Thinkpad T420
Картина после описанных процедурок радикально приятнее:

• Процессор: все 4 ядра работают.
• Память: все 8 Гб доступны (через PAE)
• Дисплей и графика: полное разрешение 1366х768, драйвер i915, аппаратное ускорение включено.
• Жёсткий диск: тихо но быстро шуршит.
• Карты памяти: SD-карты обнаруживаются и монтируются.
• Звук: играет и поёт.
• Ethernet: качает и радует гигабитом.
• Bluetooth: работает и перекидывает файлы.
• Оптический привод: читает и пишет DVD/CD без проблем.
• WiFi: подключается без проблем к открытым и шифрованным сетям с помощью wicd.
• ACPI кнопки: самые нужные работают.

Ну и как оно всё работает?
Превосходно. Как выглядит мой рабочий стол после наката Backports (IceWM, тема Korstro, обои с vladstudio):

Необходимые уточнения: мне нужно ехать, шашечки опционально, и чтобы колёса были круглыми. Поэтому IceWM из Lenny (а не из сквизи, где его сломали), KDEшные программы из Lenny - там человеческий KDE, а не это убожество с плазмой и гномьими закидонами.

А вот как выглядит всё вместе на работе:

Как и обещано, ``Old School Warm Tube'' - олдскульный тёплый ламповый ремикс Debian. Совершенно лицензионный, кстати:

[оригинал в SVG, и ещё один]. Не важно, что половина софта пятилетней давности, главное - что работает и греет душу.