Old:ACPI e DSDT

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Indice

Introduzione

ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) è uno standard industriale aperto che definisce l'interfaccia tra S.O. e BIOS per l'amministrazione e la configurazione delle risorse di un PC. ACPI prevede che le informazioni a basso livello sul sistema (batteria, luminosità LCD, pulsanti Fn, ecc.) siano contenute nella DSDT (Differentiated System Description Table).

Il problema principale del supporto ad ACPI in Linux risiede nella presenza di errori (ma anche di controlli espliciti su alcune caratteristiche peculiari del S.O. soprastante) nella tabella DSDT: purtroppo, molti fornitori di hardware non sono in grado, o non vogliono fornire tabelle DSDT completamente funzionali secondo gli standard ACPI.

Per questo motivo, per utilizzare appieno le possibilità offerte da alcuni PC, soprattutto laptop, è necessario correggere la DSDT e istruire il kernel affinché nel processo di boot carichi la tabella fornita da noi invece di quella fornita dal BIOS.

Aggiornamento del BIOS

Per cominciare è indispensabile aggiornare il BIOS con l’ultima versione disponibile, sperando che la nuova versione contenga una tabella DSDT con meno errori della precedente :P.

Installazione nel kernel del supporto ACPI

Per poter utilizzare ACPI è necessario disporre di un kernel in cui sia stato abilitato il supporto ACPI. Praticamente tutte le distribuzioni forniscono kernel precompilati con il supporto ACPI attivato. Nel caso, però, vi trovaste a dover (o voler) compilare autonomamente un kernel con il supporto ACPI, le voci necessarie sono le seguenti:

ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) Support ---> 
    ACPI Support ---> 
        <*> AC Adapter
        <*> Battery
        <*> Button
        <*> Processor

Strumenti per lavorare con le DSDT

Per poter leggere e compilare una DSDT è necessario il compilatore ASL di Intel, che in Debian esiste già precompilato a partire da Etch; altrimenti è liberamente disponibile per il download a questo indirizzo.

Per utilizzare la DSDT corretta sono disponibili due metodi:

Installare il compilatore ASL

Uno dei motivi per cui le DSDT sono spesso difettose è che vengono compilate con il compilatore fornito da Microsoft, invece che con quello fornito da Intel. Curiosamente i sistemi Microsoft riescono ad evitare gli errori commessi dal compilatore della stessa società, mentre, come si può immaginare, la stessa cosa non succede per Linux.

Per installare il compilatore Intel è sufficiente avere nel sources.list un repository per Etch, ed impartire, da root, il comando

# aptitude install iasl

Se invece avete scaricato i sorgenti, per avere il compilatore ASL funzionante è necessario compilarlo:

$ tar -zxvf acpica-unix-20050624.tar.gz
$ cd acpica-unix-20050624/compiler
$ make

Ottenere una DSDT

È possibile ottenere la DSDT attualmente installata per poi correggere gli eventuali errori e problemi, copiandola da un file reso appositamente disponibile dal filesystem virtuale /sys:

# cat /sys/firmware/acpi/tables/DSDT > dsdt.dat

Ciò creerà un file dsdt.dat che contiene la DSDT compilata. Per poterne leggere il contenuto è necessario decompilarla con il compilatore ASL appena installato:

$ iasl -d dsdt.dat

Verrà generato un file di testo denominato dsdt.dsl, che contiene la DSDT. Questo file può essere aperto con un normale editor di testi e modificato a seconda delle esigenze e dei problemi riscontrati.

Per vedere quali sono i problemi spesso è sufficiente ricompilare il file ottenuto: il compilatore ASL fornirà una serie di warning sulle ottimizzazioni che è possibile fare (e le farà automaticamente) ed, eventualmente, segnalerà degli errori, la cui soluzione può essere, ad esempio, ricercata su Internet.

Ad ogni modo una lettura del codice della DSDT può essere istruttiva. Il linguaggio è abbastanza simile al C e con qualche minima conoscenza è possibile comprendere i principali costrutti logici.

Nel codice di alcune DSDT è stato trovato un controllo (if .. then) sulla lunghezza del nome del S.O. soprastante (17 lettere, proprio come "Microsoft Windows") come requisito per l'attivazione di alcune funzioni dell'ACPI.

Una volta corretti gli errori ricompilare il file dsdt.dsl.

$ iasl -tc dsdt.dsl

Verranno generati due file dalla compilazione:

Warning.png ATTENZIONE
È possibile scaricare una custom DSDT già pronta e corretta da Internet per molti portatili in commercio: http://acpi.sourceforge.net/dsdt/tables


Un esempio: la mia DSDT

Nel mio sistema (PC desktop, scheda madre Chaintech) ho da qualche tempo un problema con l'inizializzazione delle porte USB, tale che circa nel 40% dei casi (ma mai due volte di seguito) il PC si blocca durante il boot, e devo riavviare forzatamente.

Per cercare di risolvere la cosa ho analizzato la mia tabella DSDT. L'ho estratta, e quando ho provato a ricompilarla ho avuto il seguente output:

$ iasl -tc dsdt.dsl

Intel ACPI Component Architecture
ASL Optimizing Compiler version 20060113 [Jan 22 2006]
Copyright (C) 2000 - 2006 Intel Corporation
Supports ACPI Specification Revision 3.0a

dsdt.dsl   290:     Method (\_WAK, 1, NotSerialized)
Warning  2078 -                 ^ Reserved method must return a value (_WAK)

dsdt.dsl   318:             Store (Local0, Local0)
Error    1048 -                         ^ Method local variable is not initialized (Local0)

dsdt.dsl   323:             Store (Local0, Local0)
Error    1048 -                         ^ Method local variable is not initialized (Local0)

dsdt.dsl  2368:             Store (Local0, Local0)
Error    1048 -                         ^ Method local variable is not initialized (Local0)

ASL Input:  dsdt.dsl - 4804 lines, 160190 bytes, 1781 keywords
Compilation complete. 3 Errors, 1 Warnings, 0 Remarks, 465 Optimizations

in sostanza, c'è un errore ripetuto identico tre volte (Error 1048), oltre ad un warning. Andiamo a vedere le sezioni incriminate. La prima è:

Scope (\_SI)
{
    Method (_MSG, 1, NotSerialized)
    {
        Store (Local0, Local0)
    }
    Method (_SST, 1, NotSerialized)
    {
        Store (Local0, Local0)
    }
}

Come si vede viene utilizzata due volte la variabile Local0, ma non viene mai dichiarata.

Vediamo di capire almeno un minimo il significato di questo pezzo di codice. La funzione Store è una funzione di assegnazione verso destra: alla variabile a destra viene assegnato il valore (o il valore della variabile) che si trova a sinistra.

In questo caso, però, è evidente che questa assegnazione è del tutto inutile, perché viene assegnato alla variabile Local0 il valore che ha già, quindi per correggere l'errore non faccio altro che cancellare l'istruzione commentandola:

Scope (\_SI)
{
    Method (_MSG, 1, NotSerialized)
    {
//        Store (Local0, Local0)
    }
    Method (_SST, 1, NotSerialized)
    {
//        Store (Local0, Local0)
    }
}

Come si vede i commenti sono marcati come in C.

Facendo questa correzione anche nelle altre posizioni segnalate vengono eliminati tutti gli errori, quindi passiamo al warning. Il codice è questo:

Method (\_WAK, 1, NotSerialized)
{
    Store (0xFF, DBG1)
    SALD (0x00)
    SFAN (0xFF)
    Notify (\_SB.PCI0.PX40.UAR1, 0x00)
    If (OSFL)
    {
        Notify (\_SB.PWRB, 0x02)
    }
    Else
    {
        If (LEqual (RTCW, 0x00))
        {
            Notify (\_SB.PWRB, 0x02)
        }
    }
    Notify (\_SB.PCI0.USB0, 0x00)
    Notify (\_SB.PCI0.USB1, 0x00)
    Notify (\_SB.PCI0.USB2, 0x00)
    Notify (\_SB.PCI0.USB3, 0x00)
}

Le ultime righe mi danno la prova che l'errore ha a che fare con le porte USB, come avevo già notato.

Cercando in rete scopro che il metodo \_WAK, che è una funzione utilizzata al risveglio da uno stato di risparmio energetico (o di spegnimento), deve restituire un valore, che indichi se l'operazione di risveglio è riuscita o meno.

Una possibile diagnosi del mio problema, a questo punto, è che in certi casi durante il boot viene richiamato questo metodo, e il sistema si blocca in attesa di un risultato, che però non viene mai restituito. (N.d.A.: la diagnosi è evidentemente sbagliata, perché il problema persiste :()

Io non ho idea di come reperire, nel codice, l'informazione sull'esito dell'inizializzazione delle porte USB, quindi non mi è possibile correggere il codice in modo che assolva alla funzione per cui è stato scritto, ma posso usare un workaround, e fare in modo che restituisca comunque un esito positivo.

Per fare questo si trova (in rete), senza entrare nei dettagli, che è sufficiente aggiungere alla fine del metodo, subito prima dell'ultima parentesi graffa, la riga

Return(Package(0x02){0x00, 0x00})

Dopo le correzioni il codice viene ricompilato senza errori né warning :D

Ora però mi viene una curiosità, e mi metto a cercare nel codice la scritta "Microsoft". Questo è quello che ne viene fuori:

Method (\_SB.PCI0._INI, 0, NotSerialized)
{
    If (STRC (\_OS, "Microsoft Windows"))
    {
        Store (0x56, SMIP)
    }
    Else
    {
        If (STRC (\_OS, "Microsoft Windows NT"))
    {
        Store (0x58, SMIP)
        Store (0x00, OSFX)
        Store (0x00, OSFL)
    }
    Else
    {
    Store (0x57, SMIP)
    Store (0x02, OSFX)
    Store (0x02, OSFL)
    }
}

Anche senza conoscere il linguaggio, il codice è facilmente interpretabile: "se il Sistema Operativo si chiama 'Microsoft Windows' assegna il valore (esadecimale) 0x56 alla variabile SMIP, se invece si chiama 'Microsoft Windows NT' assegna 0x58 alla variabile SMIP e zero alle variabili OSFX e OSFL; se il S.O. è diverso da quelli elencati assegna alle tre variabili, rispettivamente, 0x57, 0x02 e 0x02".

Per qualche motivo a me ignoto chi ha impostato questa DSDT ha fatto in modo di cambiare le funzionalità del sottosistema ACPI a seconda del S.O. che si usa. Poiché questo non mi rende particolarmente felice, ho modificato il codice in questo modo, eliminando di fatto il controllo:

Method (\_SB.PCI0._INI, 0, NotSerialized)
{
//    If (STRC (\_OS, "Microsoft Windows"))
//    {
//        Store (0x56, SMIP)
//    }
//    Else
//    {
//        If (STRC (\_OS, "Microsoft Windows NT"))
//    {
        Store (0x58, SMIP)
        Store (0x00, OSFX)
        Store (0x00, OSFL)
//    }
//    Else
//    {
//    Store (0x57, SMIP)
//    Store (0x02, OSFX)
//    Store (0x02, OSFL)
//    }
}

Ora il mio sistema funziona un pochino meglio :-)

Aggiornamento: ricontrollando il codice ho notato che le tre variabili SMIP, OSFX e OSFL vengono inizializzate altrove, e quindi, in sostanza, il presente codice è inutile (se non dannoso ;-)), quindi l'ho semplicemente eliminato.


Vorrei far notare che le correzioni che sono state fatte non sono delle vere correzioni, ma dei workaround: non ci si assicura che il codice faccia quel che deve fare, ma solo che non ci siano errori formali.

Purtroppo la correzione vera di questi errori è al di là delle nostre possibilità, perché richiede, oltre alla conoscenza del linguaggio di programmazione, una conoscenza approfondita di come si comporta il nostro hardware, e nella grande maggioranza dei casi queste informazioni sono tenute segrete.

Aggiornare il Kernel

Come abbiamo già detto, è possibile inserire la tabella DSDT generata in modo statico nel kernel, oppure renderla disponibili tramite initrd.


Il metodo initrd è probabilmente preferibile, soprattutto se dovete fare diversi cambiamenti alla vostra DSDT, perché non richiede la ricompilazione del kernel per ogni nuova DSDT generata.

Installazione Metodo statico

È necessario applicare una patch al kernel per far sì che sia in grado di leggere la nuova DSDT. Per fare questo ci spostiamo nella directory dove sono presenti i sorgenti:

$ cd /usr/src/linux-2.6.8
$ patch -p1 < /percorso_dove_avete_salvato_la_patch

Se non appaiono errori, significa che la patch è stata applicata correttamente.

Copiamo il file dsdt.hex, rinominandolo in dsdt_table.h, nella directory dei sorgenti del kernel:

$ cp dsdt.hex /usr/src/linux-2.6.8/include/acpi/dsdt_table.h

Infine ricompiliamo il kernel. Se non ci sono errori al prossimo avvio del PC il supporto ACPI è caricato correttamente senza alcun problema.

Installazione Metodo initrd

Se usate un kernel standard Debian non è necessario ricompilare il kernel: è sufficiente posizionare la tabella DSDT nel posto giusto e ricreare l'initrd o l'initramfs. Per fare questo dovete prima verificare se il vostro kernel usa l'initrd o l'initramfs. I kernel Debian standard usano l'initramfs a partire dalla versione 2.6.14 compresa, ma per essere sicuri è sufficiente usare il comando file. Per esempio nel mio sistema ho:

$ file /boot/initrd.img-2.6.12-1-686-smp
/boot/initrd.img-2.6.12-1-686-smp: Linux Compressed ROM File System data, little endian \
size 5046272 version #2 sorted_dirs CRC 0x5c015a8f, edition 0, 2920 blocks, 338 files

che è un tipico initrd Debian e usa il cramfs, e anche

$ file /boot/initrd.img-2.6.15-1-686-smp
/boot/initrd.img-2.6.15-1-686-smp: gzip compressed data, from Unix, max compression

che invece è un initramfs.

Distro diverse da Debian non usano il cramfs, e può darsi che a questa prima analisi si trovi comunque un file compresso con gzip: per indagare oltre è sufficiente decomprimere una copia del file (notate l'aggiunta del suffisso .gz, senza il quale gunzip rifiuta di decomprimere il file): l'initramfs è un archivio cpio.

$ cp /boot/initrd.img-2.6.15-1-686-smp initramfs.gz
$ gunzip initramfs.gz
$ file initramfs
initramfs: ASCII cpio archive (SVR4 with no CRC)

Se usate l'initrd (da root):

# cp DSDT.aml /etc/mkinitrd/DSDT
# mkinitrd -o initrd-<versione>  <versione> 

in cui <versione> è il nome della directory che contiene i moduli, e che trovate in /lib/modules/.

Se usate l'initramfs (sempre da root):

# cp DSDT.aml /etc/mkinitramfs/DSDT.aml
# mkinitramfs -o initrd-<versione>  <versione> 

con le stesse avvertenze di prima.

Se il vostro kernel non comprende la patch che gli permette di leggere la DSDT nell'initrd, dovete ricompilarlo. Prima però applicate la patch, spostandovi nella directory dove sono presenti i sorgenti:

$ cd /usr/src/linux-2.6.8
$ patch -p1 < / percorso_dove_avete_salvato_la_patch

Al momento in cui si scrive, se usate l'initramfs vi serve anche una seconda patch che trovate allo stesso indirizzo della prima (in futuro verranno probabilmente unificate).

Prima di compilare è necessario assicurarsi che i seguenti moduli (ramdisk e initrd) siano compilati staticamente nel kernel:

Device Drivers ---> 
    Block Devices ---> 
        <*> RAM disk support 
        [*] Initial RAM disk (initrd) support

Inoltre è necessario controllare che l’opzione Read DSDT from initrd sia selezionata nel menu delle opzioni ACPI:

Power management options (ACPI, APM) ---> 
    ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) Support ---> 
        [*] Read DSDT from initrd

Se queste opzioni non sono abilitate, abilitarle e ricompilare il kernel. Se sono già abilitate non è necessario ricompilare il kernel ;-).

Ora il kernel è pronto ad accettare la DSDT con initrd. Se non avete a disposizione i tool mkinitrd e/o mkinitramfs che Debian mette a disposizione è necessario modificare l'initrd che avete, ma prima di farlo è fortemente consigliato di farne una copia di backup:

# cp /boot/initrd-kernel-2.6.8.img /boot/initrd-kernel-2.6.8.img.bak
# echo -n "INITRDDSDT123DSDT123" >> /boot/initrd-kernel-2.6.8.img
# cat DSDT.aml >> /boot/initrd-kernel-2.6.8.img

Riavviare e controllare se il supporto ACPI funziona. Ricordarsi di aggiornare i bootloader!

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