Intel Santa Rosa HowTo (4. Centrino-Generation)

Dieses HowTo soll kurz und bündig erklären, wie man Computer mit der neuen Centrino-Plattform "Santa Rosa" (die mittlerweile 4te Centrino-Generation) zum Laufen bringt.
"Santa Rosa" umfasst wie jede Centrino-Generation folgende Komponenten: Prozessor, Chipsatz, WLAN-Modul.

Zudem soll mit Santa-Rosa-Plattformen dieses Jahr Intels neuer "Robson"-Chip ausgeliefert werden.
Hierbei handelt es sich um per PCI Express angebundenen Flashspeicher, der als Zwischenspeicher genutzt werden kann und so bei Laptops dafür sorgt, dass die Festplatte seltener anlaufen muss.
Da es den Chip bis jetzt nicht gibt und ich daher keinen habe, werde ich in diesem HowTo nicht darauf eingehen.

Weiterhin werde ich in diesem HowTo im Detail auf Intels neue integrierte Grafiklösung GMA X3100 eingehen, die bei Santa-Rosa-Plattformen vorhanden sein kann, aber nicht zwingend ist. Ebenso können nVidia- oder ATI-Karten eingebaut sein. Der mit dem i965 häufig kombinierte "Intel High Definition"-Audiocontroller wird ebenso Erwähnung finden.

Es handelt sich bei diesem HowTo um eine Anleitung, welche Kerneloptionen bzw -treiber man setzen muss, um die Hardware nutzen zu können und einige Erklärungen/Anmerkungen, die einem das Leben mit der betreffenden Hardware leichter machen sollten.

Inhalt:
1. Prozessor: Intel Core2 Solo/Duo)
2. Chipsatz: i965
3. WLAN-Modul: Intel 4965AGN [+ Intel PRO/1000 Netzwerkkarte]
4. Grafik: Intel GMA X3100
5. Sound: Intel HDA (High Definition Audio)
6. Weitere Tipps & Tricks

* Version 1.2 vom 2007-12-28, Anpassungen für neuere Kernel (2.6.23, 2.6.24) und kleine Änderungen für Netzwerk, Grafik und Sound
* Version 1.1 vom 2007-06-22, Ergänzung i2c und framebuffer
* Version 1.0 vom 2007-06-19

1. Prozessor: Intel Core2 Solo/Duo

Um den Prozessor voll nutzen zu können, muss folgendes beachtet werden:
x86_64 Distribution nutzen; der Prozessor ist 64-bit fähig und unter Linux kann man dieses Feature mittlerweile vollständig ausnutzen. Im 32-bit Modus läuft die CPU zwar auch, aber man verschenkt Performance.
Oft sind die Distributionen "AMD64" genannt - damit ist x86_64 gemeint und es läuft auch mit Intel Core2 CPUs! Auf keinen Fall IA64-Distributionen benutzen, die sind für Intels Itanium-CPUs und nicht mit den Core2-CPUs kompatibel.

"make" sollte stets mit mindestens -j4 aufgerufen werden wenn man einen Core2 Duo hat - damit werden 4 GCC-Prozesse gleichzeitig gestartet und beide Kerne auch genutzt. Höhere -j Werte können je nach Arbeitsspeicher noch Performancesteigerungen bringen, hier einfach testen!

Nun zu den benötigten Kerneloptionen:

Code:

Prozessor type and features ---> Subarchitecture type: PC-compatible Processor family: Intel Core2 / newer Xeon <*> /dev/cpu/microcode - Intel CPU microcode support *Für Microcode-Updates, siehe microcode_ctl - evtl. wichtig bei älteren Core2-Modellen!* [*] MTRR (Memory Type Range Register) support [*] Symmetric multi-processing support *Nur für Multicore-CPUs, also nicht Core2 Solo* [*] Multi-core scheduler support [ ] Non Uniform Memory Access (NUMA) Support *Auf keinen Fall aktivieren!* (2) Maximum number of CPUs (2-255) *2 für Duo, 4 für Quad, ...* --- Machine check support [*] Intel MCE features Power management options ---> ACPI --> [*] ACPI Support <*> Fan <*> Processor <*> Thermal Zone CPU frequency scaling --> <*> CPU frequency translation statistics [*] CPU frequency translation statistics details <*> 'ondemand' cpufreq policy governor <*> ACPI Processor P-States driver Device drivers ---> <*> Hardware Monitoring support ---> <*> Intel Core (2) Duo/Solo temperature sensor

Microcode-Updates sollte man aktivieren, da einige der älteren Core2-Prozessoren einen Bug haben, der Kernel Panics auslösen kann.
Um den Microcode upzudaten, sollte man microcode_ctl von http://www.urbanmyth.org/microcode/ verwenden.
/!\ Nach einem Reboot ist der Microcode zurückgesetzt, microcode_ctl muss nach jedem Start ausgeführt werden!!! (-> Initscript)

SMP-Support mit Multi-core scheduler ist für Core2 Duo oder Quad CPUs erforderlich, da sonst nur 1 Kerne genutzt werden kann.

NUMA ist für spezielle Systeme mit sehr vielen CPUs/Kernen gedacht (8 und mehr) und wird vom Core2 nicht unterstützt -> Finger weg, sonst treten die merkwürdigsten Fehler auf!

Ich empfehle den ondemand-CPUfreq-governor zu verwenden - arbeitet in der Regel schnell und stromsparend.
Zum aktivieren ein Initscript um folgende Zeile(n) ergänzen, je nach Kernzahl:

Code:

echo -n "ondemand" > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor echo -n "ondemand" > /sys/devices/system/cpu/cpu1/cpufreq/scaling_governor

Alles weitere sollte selbsterklärend sein.

2. Chipsatz: i965

Am Chipsatz ist hier eigentlich nur der SATA-Controller von Intel interessant, alles andere fällt unter Standardkonfiguration.
Achtung: Der Controller beherrscht den sog. "Intel Combined Mode", mit dem hardwareseitig ein PATA-Controller über den SATA-Controller emuliert werden kann.
Je nach dem ob der Modus im BIOS aktiviert ist, muss ein anderer Treiber verwendet werden.
Das schlimmste was man einstellen kann, ist SATA und PATA gleichzeitig über den Controller zu verwenden - zB die Festplatte als SATA und ein CD/DVD-Laufwerk als PATA.
Der libata-Treiber im Kernel kann hier offenbar nicht beide Ports übernehmen und der alte IDE-Treiber ist dann für das optische Laufwerk zuständig.
Problem: Nur ein Treiber kann den Controller mit DMA ansprechen, man verliert also den DMA-Modus auf einem Laufwerk!!!

Lösung: Entweder alles auf SATA oder PATA stellen. Im SATA-Modus läuft der Controller meist mit AHCI, mein Laptop kann jedoch nicht beide Laufwerke auf SATA stellen.
AHCI ist wo möglich die zu bevorzugende Lösung, da es eine offene und saubere Implementation ist.
Andere Lösung: Beide Geräte im PATA-Modus. Hier kann man zwischen libata und IDE-Treiber wählen. Ich rate jedoch in jedem Fall libata zu nutzen.

Hier nun die drei möglichen Kernelkonfigurationen die man möglichst nicht mischen sollte um versehen in Sachen SATA/PATA-Mischungen aus dem Weg zu gehen:

AHCI

Code:

Device drivers ---> <*> Serial ATA (prod) and Parallel ATA (experimental) drivers ---> <*> AHCI SATA support

PATA mit libata

Code:

Device drivers ---> <*> Serial ATA (prod) and Parallel ATA (experimental) drivers ---> <*> Intel ESB, ICH, PIIX3, PIIX4 PATA/SATA support

PATA mit IDE

Code:

Device drivers ---> <*> ATA/ATAPI/MFM/RLL support ---> <*> Enhanced IDE/MFM/RLL disk/cdrom/tape/floppy support <*> Include IDE/ATA-2 DISK support <*> Include IDE/ATAPI CDROM support [*] IDE ACPI support [*] PCI IDE chipset support [*] Sharing PCI IDE interrupts support [*] Generic PCI bus-master DMA support <*> Intel PIIXn chipsets support

Ansonsten muss man noch den Support für PCI bzw PCI Express aktivieren:

Code:

Bus options (PCI etc.) ---> [*] PCI support [*] Support mmconfig PCI config space access [*] PCI Express support [*] Root Port Advanced Error Reporting support [*] Message Signaled Interrupts (MSI and MSI-X) [*] Interrupts on hypertransport devices

Auch die i2c-Unterstützung kann aktiviert werden, der ICH8 wird im Kernel über folgende Module unterstützt:

Code:

Device Drivers ---> I2C support ---> <*> I2C support <*> I2C device interface I2C Hardware Bus support ---> <*> Intel 82801 (ICH)

Bei Laptops bietet es sich noch an, PCMCIA/CardBus zu aktivieren:

Code:

Bus options (PCI etc.) ---> PCCARD (PCMCIA/CardBus) support ---> <*> PCCard (PCMCIA/CardBus) support <*> 32-bit CardBus support <*> CardBus yenta-compatible bridge support

3. WLAN-Modul: Intel 4965AGN [+ Intel PRO/1000 Netzwerkkarte]

a) Intel/PRO 1000 Netzwerkkarte: Wird durch den e1000-Treiber perfekt unterstützt:

Code:

Device drivers ---> Network device support ---> [*] Network device support [*] Ethernet (1000 Mbit) ---> <*> Intel(R) PRO/1000 Gigabit Ethernet support [*] Use Rx Polling (NAPI) [ ] Disable Packet Split for PCI express adapters

In neueren Kernelversionen kann es notwendig werden, die Karte mit dem e1000e-Treiber (PCI-Express Version) zu betreiben:

Code:

Device drivers ---> Network device support ---> [*] Network device support [*] Ethernet (1000 Mbit) ---> <*> Intel(R) PRO/1000 PCI-Express Gigabit Ethernet support

b) Intel 4965AGN: Die Karte wird mittlerweile auch ohne Weiteres unterstützt, Treiber gibt es direkt im Kernel:

Code:

Networking ---> [*] Networking support Wireless ---> -*- Improved wireless configuration API [*] nl80211 new netlink interface support -*- Wireless extensions <*> Generic IEEE 802.11 Networking Stack (mac80211) Device drivers ---> Network device support ---> [*] Network device support Wireless LAN ---> [*] Wireless LAN (IEEE 802.11) [*] Intel Wireless WiFi Link Drivers [ ] Enable full debugging output in iwlwifi drivers [*] Enable Sensitivity Calibration in iwlwifi drivers [*] Enable Spectrum Measurement in iwlwifi drivers [*] Enable Wireless QoS in iwlwifi drivers < M> Intel Wireless WiFi 4965AGN

Den eigentlichen Treiber iwl-4965 kann man nur als Modul übersetzen, fest in den Kernel einkompilieren geht nicht!
Grund: Die Karte braucht noch Firmware, die beim Laden des Moduls vorliegen muss.
Diese bezieht man ganz einfach von http://www.intellinuxwireless.org/ ("Latest iwl4965 uCode") und lädt die entsprechende Firmware herunter.
Man entpackt nun den Microcode und kopiert ihn nach /lib/firmware/iwlwifi-4965-1.ucode .
Beim Laden des Modules sollte diese nun gefunden und vom Modul geladen werden und die Karte funktionieren.

4. Grafik: Intel GMA X3100

Ein kleines Wort zu diesem Grafikchip: Entgegen der allgemeinen Meinung, Intels integrierte Grafiklösung wären nur für 2D zu gebrauchen, muss man hier sagen, dass dieser Chip es in sich hat.
Der GMA X3*00 ist der erste Intel-Grafikchip der alle Funktionen vollständig selbst rechnet, frühere Chips rechneten zB Shader in Software über die CPU und waren daher langsam.
Die Treiber für den Chip sind offen, DRM-Module sind im Kernel bereits vorhanden (i915).
Mesa ab 6.5.3 sollte den Chip ausreichend unterstützen, X.org 7.2.0 bringt einen passenden Treiber namens "intel" mit.
Der Xorg-Treiber "i810" sollte nicht mehr verwendet werden!

Momentan dürfte nur Gentoo den Chip out-of-the-box unterstützen. Ich als Debian-User habe mit kurzerhand Lenny/Sid (unstable) installiert und von Hand Mesa 7.0 (http://www.mesa3d.org/) nachinstalliert.
Mesa 7.0 zu installieren kann etwas kniffelig sein, wer weiss wie's funktioniert oder sich traut kann selbst Hand anlegen.
Im Grunde muss folgendes gemacht werden:
configs/default muss am Ende die richtigen Verzeichnisse enthalten, damit die Dateien beim "make install" an der richtigen Stelle landen.
configs/linux-dri-x86-64 kann editiert werden und ein paar Treiber weniger kompiliert werden, die Intel-Treiber am besten alle drinlassen.
Per "make linux-dri-x86-64" kompilieren (bzw "make -j4 linux-dri-x86-64" für Core2 Duo wer sich erinnern kann) und als root per "make install" installieren.

An dieser Stelle möchte ich zeek und HansBauer hier aus dem Forum danken, sie haben mich darauf aufmerksam gemacht, dass es auf http://www.intellinuxgraphics.org/ Treiber für die Karte gibt.

Zu bekommen sind dort Mesa, den Xorg "intel" Treiber und libdrm sowie die DRM-Module für den Kernel über git, also brandneu.
Mesa 7.0 ist stable und unterstützt den X3100 auch, hier hat man also ein wenig die Qual der Wahl zwischen stable und brandneu ;)

Für Kernel ab 2.6.22 dürfte folgender weg für DRM aber auch ausreichend sein:

Für DRM im Kernel noch folgendes aktivieren:

Code:

Device Drivers ---> Character devices ---> --- /dev/agpgart (AGP Support) --- Intel 440LX/BX/GX, I8xx and E7x05 chipset support <*> Direct Rendering Manager (XFree86 4.1.0 and higher DRI support) <*> Intel 830M, 845G, 852GM, 855GM, 865G (i915 driver) ---> (X) i915 driver

Die xorg.conf sollte nun folgende Abschnitte enthalten:

Code:

Section "Module" Load "dri" Load "glx" EndSection Section "Device" Driver "intel" Option "DRI" "true" EndSection Section "DRI" Mode 0666 EndSection

Noch ein paar Worte zum Thema Framebuffer:

Code:

Device Drivers ---> Graphics support ---> <*> Support for frame buffer devices <*> Intel 830M/845G/852GM/855GM/865G/915G/945G support (EXPERIMENTAL)

Leider scheint der 965G noch nicht unterstützt zu werden, "video=intelfb" an den Kernel zu übergeben wirft einen auf Standardauflösung zurück. Bis jetzt boote ich noch mit VESA-Frambuffer und "vga=..." .

Soviel zum Thema X3100.

5. Sound: Intel HDA (High Definition Audio)

Der Intel HDA wird von ALSA mittlerweile recht gut unterstützt; erwähnt sei an dieser Stelle, dass dieser Soundchip weit verbreitet ist und (leider) mit unzähligen Codecs kombiniert wird.
In meinem Fall ist der Realtek-Codec ALC262 verwendet worden. Sollte euer Codec noch nicht unterstützt sein, funktioniert die Karte evtl noch nicht.
Die ALSA-Entwickler fügen aber regelmäßig Unterstützung für neue Codecs hinzu, hier würde ich mir also keine Sorgen machen ;)
Bei Problemen mit der Lautstärke: Man sollte um die Lautstärke regeln zu können aufpassen, das "Standard-PCM"-Mixerdevice zu nutzen; hw0:* Mixer scheinen zu mindest bei mir (noch?) nicht zu funktionieren.
Nun zu den Kerneloptionen:

Code:

Device Drivers ---> Sound ---> <*> Sound card support Advanced Linux Sound Architecture ---> <*> Advanced Linux Sound Architecture <*> Sequencer support <*> OSS Mixer API <*> OSS PCM (digital audio) API [*] OSS PCM (digital audio) API - Include plugin system [*] OSS Sequencer API PCI devices ---> <*> Intel HD Audio

Bei neueren Kernelversionen kann man nun noch Codecs und Powersaving-Features auswählen, in meinem Fall ist es ein Realtek-Codec; die Konfigurationsoptionen erscheinen direkt unter der Karte in den "PCI devices" wenn man "Intel HD Audio" ausgewählt hat:

Code:

[*] Build Realtek HD-audio codec support[*] Aggressive power-saving on HD-audio (10) Default time-out for HD-audio power-save mode

Den Timeout (in Sekunden) kann man beliebig wählen, aber Vorsicht: "0" deaktiviert das Feature vollständig!

OSS-Support kann natürlich wer ihn nicht mehr braucht auch weggelassen werden.
Ob ihr Probleme mit dem Codec habt könnt ihr übrigens in der dmesg sehen, bei mir scheint auf jeden Fall etwas noch nicht 100% fertig zu sein:

Code:

$ dmesg | grep hda hda_codec: Unknown model for ALC262, trying auto-probe from BIOS...

Aber wie schon gesagt, es funktioniert trotzdem alles! :)

6. Weitere Tipps & Tricks

Santa Rosa ist eine sehr aktuelle Plattform und man kann wenn man einen Laptop hat noch etwas Strom sparen.
Mit dem Kernel 2.6.23 sollte die tickless-Option im Kernel auch für 64-bit verfügbar sein, damit muss die CPU nicht wegen jedem Timer-Interrupt aus den C-States in C0 versetzt werden - je länger die CPU in einem C-State verweilt, desto länger spart man Strom und desto länger hält der Akku!
Weiterhin kann man HPET-Timer aktivieren - damit kann die CPU dann noch länger in C-States bleiben:

Code:

Device Drivers ---> Character devices ---> < > Enhanced Real Time Clock Support [*] HPET - High Precision Event Timer [*] HPET Control RTC IRQ [*] Allow mmap of HPET

Da man so keine Unterstützung mehr für die eingebaute Uhr hätte, aktiviert man ein neueres Interface damit die Uhrzeit korrekt gesetzt werden kann:

Code:

Device Drivers ---> <*> Real Time Clock ---> [*] Set system time from RTC on startup and resume (rtc0) RTC used to set the system time <*> PC-style 'CMOS'

Wer einen Laptop hat und "mehr" aus seiner Batterie machen will, sei an dieser Stelle auf http://www.linuxpowertop.org/ verwiesen.
Es handelt sich hier um ein Projekt von Intel, das helfen soll, Linux-Laptops stromsparender zu machen.

Weitere Kerneloptionen, die Desktopsysteme schneller aber evtl auch instabiler machen können (bei mir funktioniert alles hier gelistete problemlos):

Code:

General setup ---> Choose SLAB allocator (SLUB (Unqueued Allocator)) ---> (X) SLUB (Unqueued Allocator) Prozessor type and features ---> Preemption Model (Preemptible Kernel (Low-Latency Desktop)) ---> (X) Preemptible Kernel (Low-Latency Desktop) [*] Preempt The Big Kernel Lock Memory model (Sparse Memory) ---> (X) Sparse Memory