Guide de la gestion de l'alimentation

1.  Introduction

La capacité et la durée de vie des batteries des portables se sont améliorées considérablement pendant les dernières années. Toutefois, les processeurs d'aujourd'hui consomment bien plus d'énergie que leurs prédécesseurs et chaque génération de portables introduit de nouveaux composants énergivores. C'est pourquoi la gestion de l'alimentation est plus importante que jamais. Améliorer l'autonomie ne signifie pas nécessairement acheter une deuxième batterie ; l'utilisation de politiques logicielles intelligentes a un impact considérable.

Vue d'ensemble

Veuillez noter que ce guide s'intéresse à la gestion de l'alimentation pour les portables. Même si certaines sections peuvent peut-être s'appliquer aux serveurs, d'autres ne s'y appliquent pas et peuvent même être nuisibles. N'essayez pas de mettre en pratique les conseils de ce guide avec un serveur, à moins que vous ne sachiez vraiment ce que vous faites.

Dans sa version actuelle, ce guide est plutôt long. Le paragraphe suivant résume son contenu afin de vous aider à y trouver ce que vous chercher.

Le chapitre sur les prérequis vous informe des actions qui doivent être entreprises avant de pouvoir utiliser les conseils relatifs à des composants particuliers présentés dans les autres sections. Cela inclut la configuration du BIOS et du noyau ainsi que des idées pour simplifier la gestion du côté utilisateur. Les trois chapitres suivants se concentrent sur les composants qui, typiquement, consomment le plus d'énergie : le processeur, l'écran et le disque dur. Chacun d'eux peut être paramétré indépendamment. Le chapitre Gestion de l'alimentation pour l'unité centrale décrit comment ajuster la fréquence du processeur afin de maximiser l'économie d'énergie sans sacrifier les performances. Vous apprendrez comment éviter que votre disque dur ne consomme de l'énergie pour un travail inutile dans le chapitre Gestion de l'alimentation pour le disque dur (un effet secondaire agréable est la réduction du niveau de bruit de votre machine). Quelques notes sur les cartes réseau sans fil et les périphériques USB (dans le chapitre Gestion de l'alimentation pour les autres composants) terminent la section dédiée à des composants spécifiques. Le chapitre qui suit s'intéresse aux états de veille (mais leur support est expérimental). Pour conclure, le chapitre Résolution des problèmes dresse une liste des pièges à éviter.

Budget énergétique des composants

Figure 1.1 : Budget énergétique des composants

Presque tous les composants peuvent opérer dans différents états (hors tension, en veille, inactif, etc.) ; leur consommation d'énergie variera selon cet état. Les composants les plus gourmands sont l'écran à cristaux liquides, l'unité centrale, le jeu de composants de la carte-mère et le disque dur. Il est parfois possible, grâce au BIOS, d'activer une politique de gestion de l'alimentation indépendante du système d'exploitation. Toutefois, une gestion intelligente de l'alimentation par le système d'exploitation est beaucoup plus efficace et s'adapte plus aisément à une variété de situations.

2.  Prérequis

Avant de s'intéresser à la gestion de l'alimentation pour des composants particuliers, vous devez vous assurer que votre système remplisse certaines conditions. Après la configuration du BIOS, quelques options du noyau devront être activées (en bref, ce sont l'ACPI, les états de veille et l'échelonnage de la fréquence de l'unité centrale (en anglais « CPU frequency scaling »)). Puisque les économies d'énergie sont habituellement accompagnées de baisses de performances, il faut s'assurer de n'activer cette gestion que lorsque le portable utilise la batterie. C'est ici qu'un nouveau niveau d'exécution nommé battery se révélera fort utile.

Préparer le BIOS

Jetez d'abord un coup d'œil aux paramètres de gestion de l'alimentation de votre BIOS. L'idéal serait de combiner les capacités du BIOS et du système d'exploitation, mais, pour l'instant, il est préférable de désactiver la gestion de l'alimentation par le BIOS. Cela nous assure que les politiques de ce dernier n'interfèreront pas avec celles du système d'exploitation. N'oubliez pas de vérifier à nouveau les paramètres du BIOS une fois que vous aurez configuré tout le reste.

Régler les paramètres USE

Veuillez vérifier que le paramètre USE acpi soit bien activé dans /etc/make.conf. Les paramètres apm, lm_sensors, nforce2, nvidia et pmu peuvent également être intéressants pour votre système. Consultez /usr/portage/profiles/use*.desc pour plus d'informations. Si vous oubliez d'activer un de ces paramètres, vous pourrez recompiler les paquets qui l'utilisent grâce à l'option --newuse de la commande emerge (voir man emerge).

Configurer le noyau

Le support pour l'ACPI (sigle anglais pour « Advanced Configuration and Power Interface ») dans le noyau Linux est actuellement en cours de développement. Utiliser un noyau récent vous assurera le meilleur support possible.

Parmi les différentes sources du noyau Linux proposées par Portage, je vous conseillerais d'utiliser les gentoo-sources ou les tuxonice-sources. Ce dernier paquet contient les correctifs pour TuxOnIce (voyez le chapitre qui parle des états de veille pour en savoir plus). Lorsque vous configurerez votre noyau, activez au moins ces options :

Power management and ACPI options --->
[*] Power Management support
  [ ] Software Suspend

  ACPI( Advanced Configuration and Power Interface ) Support --->
    [ ]   Deprecated /proc/acpi/ files
    [*]   AC Adapter
    [*]   Battery
    <M>   Button
    <M>   Video
    [ ]   Generic Hotkey
    <M>   Fan
    <M>   Processor
    <M>     Thermal Zone
    < >   ASUS/Medion Laptop Extras
    < >   IBM ThinkPad Laptop Extras
    < >   Toshiba Laptop Extras
    (0)   Disable ACPI for systems before Jan 1st this year
    [ ]   Debug Statements
    [*]   Power Management Timer Support
    < >   ACPI0004,PNP0A05 and PNP0A06 Container Driver (EXPERIMENTAL)

  CPU Frequency Scaling --->
    [*] CPU Frequency scaling
    [ ]   Enable CPUfreq debugging
    < >   CPU frequency translation statistics
    [ ]     CPU frequency translation statistics details
          Default CPUFreq governor (userspace)
    <*>   'performance' governor
    <*>   'powersave' governor
    <*>   'ondemand' cpufreq policy governor
    <*>   'conservative' cpufreq governor
    <*>   CPU frequency table helpers
    <M> ACPI Processor P-States driver
    <*> Pilote CPUFreq approprié pour votre processeur

Décidez vous-même si vous souhaitez activer les options « Software Suspend » et « Sleep States » (voyez ci-dessous). Si vous possédez un portable de marque ASUS, Medion, IBM Thinkpad ou Toshiba, activez l'option appropriée.

Vous devez indiquer au noyau comment activer l'échelonnage de la fréquence pour votre unité centrale. Puisque chaque type de processeur a une interface différente, il importe de choisir le pilote approprié pour votre processeur. Assurez-vous de ne pas vous tromper ! Activer l'option Intel Pentium 4 clock modulation sur un système équipé d'un Pentium M, par exemple, cause des comportements étranges. Consultez la documentation du noyau si vous êtes dans le doute.

Compilez votre noyau, assurez-vous que les modules appropriés seront chargés lors du démarrage et amorcez votre nouveau noyau avec support ACPI. Ensuite, exécutez emerge sys-power/acpid pour installer le démon acpi. Ce dernier vous informe des événements tels que le changement de la source du courant lorsque l'adaptateur est branché ou débranché, ou encore la fermeture du boîtier du portable. Assurez-vous que les modules soient chargés (si vous ne les avez pas compilé dans le noyau) et lancez acpid avec la commande /etc/init.d/acpid start. Exécutez rc-update add acpid default pour qu'il soit lancé lors du démarrage. Vous verrez bientôt comment l'utiliser.

# emerge sys-power/acpid
# /etc/init.d/acpid start
# rc-update add acpid default

Créer le niveau d'exécution battery

La politique par défaut est d'activer la gestion de l'alimentation seulement lorsque cela est nécessaire : lorsque vous utilisez la batterie. Pour simplifier la gestion du changement entre l'adaptateur et la batterie, créez un niveau d'exécution nommé battery qui contiendra des références à tous les scripts servant à démarrer et arrêter la gestion de l'alimentation.

# cd /etc/runlevels
# cp -a default battery

C'est terminé. Votre nouveau niveau d'exécution battery contient tout ce que default contient, mais il n'existe pas encore de mécanisme pour passer de l'un à l'autre. Nous allons maintenant remédier à cela.

Réagir aux événements ACPI

Des événements ACPI typiques sont la fermeture du boîtier, le branchement ou le débranchement de l'adaptateur et la pression du bouton de mise en veille. Les changements de la source de l'alimentation sont des événements particulièrement importants et le système devrait y réagir en changeant le niveau d'exécution. Un petit script se chargera de cela.

Vous devez donc d'abord obtenir ce script qui passera du niveau d'exécution default à battery selon l'état de votre source d'alimentation. Le script utilise la commande on_ac_power du paquet sys-power/powermgmt-base. Ce paquet doit être installé sur votre système.

# emerge powermgmt-base

Vous pouvez maintenant connaître votre source d'alimentation en tapant on_ac_power && echo "Alimentation externe" || echo "Batteries" dans un shell. Le script ci-dessous se chargera de changer de niveau d'exécution. Sauvez-le sous le nom /etc/acpi/actions/pmg_switch_runlevel.sh.

#!/bin/bash

# DÉBUT de la configuration
RUNLEVEL_AC="default"
RUNLEVEL_BATTERY="battery"
# FIN de la configuration

if [ ! -d "/etc/runlevels/${RUNLEVEL_AC}" ]
then
    logger "${0}: Runlevel ${RUNLEVEL_AC} does not exist. Aborting."
    exit 1
fi

if [ ! -d "/etc/runlevels/${RUNLEVEL_BATTERY}" ]
then
    logger "${0}: Runlevel ${RUNLEVEL_BATTERY} does not exist. Aborting."
    exit 1
fi

if on_ac_power
then
    if [[ "$(</var/lib/init.d/softlevel)" != "${RUNLEVEL_AC}" ]]
    then
        logger "Switching to ${RUNLEVEL_AC} runlevel"
        /sbin/rc ${RUNLEVEL_AC}
    fi
elif [[ "$(</var/lib/init.d/softlevel)" != "${RUNLEVEL_BATTERY}" ]]
then
    logger "Switching to ${RUNLEVEL_BATTERY} runlevel"
    /sbin/rc ${RUNLEVEL_BATTERY}
fi

N'oubliez pas de faire un chmod +x /etc/acpi/actions/pmg_switch_runlevel.sh pour que le script soit exécutable. La dernière chose qu'il reste à faire est de lancer le script lorsque la source d'alimentation change. Ceci est accompli par l'interception des événements ACPI grâce à acpid. Vous devez d'abord savoir quels événements sont générés lorsque la source d'alimentation change. Les événements sont appelés ac_adapter et battery sur la plupart des ordinateurs portables, mais cela peut-être différent sur le vôtre.

# tail -f /var/log/messages | grep "received event"

Lancez la commande ci-dessus et enlever le câble d'alimentation. Vous devriez voir quelque chose comme ceci :

[Tue Sep 20 17:39:06 2005] received event "ac_adapter AC 00000080 00000000"
[Tue Sep 20 17:39:06 2005] received event "battery BAT0 00000080 00000001"

La partie intéressante est celle entre guillemets, après received event. Elle sera mise en correspondance avec la ligne « event » dans le fichier que l'on créera plus bas. Ne vous inquiétez pas si votre système génère des événements multiples ou toujours les mêmes événements. Du moment qu'un événement est généré, le changement de niveau d'exécution fonctionnera.

# Remplacez « ac_adapter » par le nom de l'évènement généré par votre portable.
# Par exemple, ac_adapter.* acceptera ac_adapter AC 00000080 00000000.
event=ac_adapter.*
action=/etc/acpi/actions/pmg_switch_runlevel.sh %e

# Remplacez « battery » par le nom de l'évènement généré par votre portable.
# Par exemple, battery.* acceptera battery BAT0 00000080 00000001.
event=battery.*
action=/etc/acpi/actions/pmg_switch_runlevel.sh %e

Enfin, acpid doit être redémarré pour prendre en compte les modifications de configuration.

# /etc/init.d/acpid restart

Faites un essai : branchez et débranchez l'adaptateur et consultez les messages de syslog. Vous devriez y voir « Switching to AC mode » et « Switching to battery mode ». Consultez la section Résolution des problèmes si le script n'arrive pas à détecter correctement la source d'alimentation.

À cause de la nature du mécanisme de gestion des événements, votre portable démarrera toujours avec le niveau default quel que soit l'état réel de l'adaptateur. Cela ne pose pas de problème si nous utilisons l'alimentation secteur, mais nous voudrions démarrer en niveau d'exécution battery de temps en temps. Une solution serait d'ajouter à votre chargeur de démarrage une nouvelle entrée contenant softlevel=battery, mais il y a une meilleure façon de faire : il est possible de simuler un événement acpi à la fin du processus de démarrage et de laisser le script /etc/acpi/default.sh décider si un changement de niveau d'exécution est nécessaire. Ouvrez /etc/conf.d/local.start dans votre éditeur favori et ajoutez ces lignes :

# Simule un événement ACPI pour changer de niveau d'exécution
# si le portable fonctionne avec la batterie.
/etc/acpi/actions/pmg_switch_runlevel.sh "battery/battery"

Vous êtes maintenant prêt à activer les politiques individuelles de gestion de l'alimentation pour chaque composant.

3.  Gestion de l'alimentation pour l'unité centrale

Les processeurs dits « mobiles » peuvent opérer à différentes fréquences d'horloge. Certains permettent même la modification de la tension d'alimentation. La plupart du temps, votre processeur n'a pas besoin de tourner à la vitesse maximale, on peut ainsi ralentir la cadence et largement réduire la puissance consommée, ceci sans perte de performance.

Quelques termes techniques

Discuter de l'échelonnage de la fréquence des processeurs implique l'emploi de certains termes techniques avec lesquels vous n'êtes peut-être pas familier. Voici une brève explication.

D'abord, le noyau doit pouvoir changer la fréquence du microprocesseur. Un pilote CPUfreq pour le processeur (en anglais « CPUfreq processor driver ») connaît la commande qui permet de faire ce changement avec un processeur particulier. Il est donc important que vous choisissiez le pilote approprié, c'est-à-dire celui qui correspond à votre processeur. Vous devriez déjà avoir fait ce choix un peu plus tôt. Une fois que le noyau sait comment changer la fréquence, il doit savoir à quelle fréquence il doit régler le processeur. Cela se fait d'après les règles d'une politique à deux composants : la politique CPUfreq (« CPUfreq policy ») et le gouverneur (« governor »). La politique CPUfreq n'est en fait que deux nombres qui définissent un intervalle à l'intérieur duquel la fréquence doit rester ; il y a une fréquence maximale et une fréquence minimale. Le gouverneur, lui, décide laquelle des fréquences disponibles entre les fréquences minimale et maximale doit être choisie. Par exemple, le gouverneur powersave choisit toujours la fréquence disponible la plus basse, alors que le gouverneur performance choisit la plus élevée. Le gouverneur userspace, enfin, ne prend aucune décision. Il laisse plutôt l'utilisateur (ou un programme utilisateur) décider de la fréquence à utiliser et se contente de mettre en œuvre cette décision. Ce gouverneur lit la fréquence choisie à partir du fichier /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_setspeed.

Vous trouvez peut-être que cela ne ressemble toujours pas à des changements dynamiques de la fréquence, et vous avez raison. Ces changements dynamiques peuvent être implémentés de différentes façons. Par exemple, le gouverneur ondemand prend ses décisions en fonction de la charge actuelle du processeur. La même chose peut être réalisée avec des outils utilisateurs tels que cpudyn, cpufreqd, powernowd et plusieurs autres. Les événements ACPI peuvent être utilisés pour activer ou désactiver les changements dynamiques de la fréquence en fonction de la source de l'alimentation.

Ajuster la fréquence

Diminuer la vitesse et le voltage du processeur réduit à la fois la consommation d'énergie et le dégagement de chaleur (votre portable ne deviendra donc pas aussi chaud que lorsque vous l'utilisez à pleine puissance). Le principal désavantage est évidemment une diminution des performances. Réduire la vitesse du processeur revient à tronquer les performances contre des gains énergétiques.

Il est temps de vérifier si l'échelonnage de la fréquence fonctionne. Installons un autre outil : sys-power/cpufrequtils.

# emerge cpufrequtils
# cpufreq-info

Voici un exemple :

cpufrequtils 0.3: cpufreq-info (C) Dominik Brodowski 2004
Report errors and bugs to linux@brodo.de, please.
analyzing CPU 0:
  driver: centrino
  CPUs which need to switch frequency at the same time: 0
  hardware limits: 600 MHz - 1.40 GHz
  available frequency steps: 600 MHz, 800 MHz, 1000 MHz, 1.20 GHz, 1.40 GHz
  available cpufreq governors: conservative, ondemand, powersave, userspace, performance
  current policy: frequency should be within 924 MHz and 1.40 GHz.
    The governor "performance" may decide which speed to use
    within this range.
  current CPU frequency is 1.40 GHz.

Maintenant, testez cpufreq-set pour être sûr que le changement de fréquence fonctionne. Par exemple, lancez cpufreq-set -g ondemand pour activer le gouverneur ondemand et vérifiez le changement avec cpufreq-info. Si cela ne marche pas comme prévu, vous pouvez chercher de l'aide dans la section « Résolution des problèmes ».

cpufrequtils peut fonctionner en mode automatique (si vous utilisez le gouverneur ondemand), vous pouvez alors basculer sur le gouverneur userspace pour définir manuellement une vitesse spécifique. Vous pouvez aussi paramétrer votre processeur pour qu'il utilise sa plus haute ou sa plus basse fréquence possible en utilisant respectivement les gouverneurs performance et powersave.

(Définir la plus haute fréquence possible)
# cpufreq-set -g performance
(Définir la plus basse fréquence possible)
# cpufreq-set -g powersave
(Définir une fréquence spécifique)
# cpufreq-set -g userspace
# cpufreq-set -f 2.00ghz

Autres utilitaires de gestion de la vitesse du processeur

Si cpufrequtils est sans doute le meilleur programme pour tout gérer, il existe d'autres choix disponibles dans Portage. Le tableau suivant donne un aperçu rapide des utilitaires disponibles pour gérer la vitesse du processeur. Ceux-ci sont grossièrement catégorisés en trois, à savoir les programmes de type noyau qui ne nécessitent que le support noyau, les programmes de type démon qui s'exécutent en arrière-plan et les programmes graphiques qui proprosent une interface graphique pour faciliter les modifications et la configuration.

Bien qu'ajuster la fréquence semble simple à première vue, ce n'est pas une tâche triviale. Un mauvais algorithme peut changer constamment la fréquence ou gaspiller de l'énergie en choisissant une fréquence trop élevée.

Lequel choisir ? Si vous êtes embêté, essayez d'abord cpufreqd :

# emerge cpufreqd

cpufreqd se configure en éditant le fichier /etc/cpufreqd.conf. Le fichier inclu par défaut dans le paquet peut vous sembler déroutant. Je vous recommande de le remplacer par celui du développeur Gentoo Hendrik Brix Andersen (voir ci-dessous). Veuillez notez qu'il vous faut cpufreqd-2.0.0 ou supérieur car les versions précédentes n'ont pas la même syntaxe de configuration.

[General]
pidfile=/var/run/cpufreqd.pid
poll_interval=3
enable_plugins=acpi_ac,acpi_battery
enable_remote=1
remote_group=wheel
verbosity=5
[/General]

[Profile]
name=ondemand
minfreq=0%
maxfreq=100%
policy=ondemand
[/Profile]

[Profile]
name=conservative
minfreq=0%
maxfreq=100%
policy=conservative
[/Profile]

[Profile]
name=powersave
minfreq=0%
maxfreq=100%
policy=powersave
[/Profile]

[Profile]
name=performance
minfreq=0%
maxfreq=100%
policy=performance
[/Profile]

[Rule]
name=battery
ac=off
profile=conservative
[/Rule]

[Rule]
name=battery_low
ac=off
battery_interval=0-10
profile=powersave
[/Rule]

[Rule]
name=ac
ac=on
profile=ondemand
[/Rule]

Vous pouvez maintenant démarrer le démon cpufreqd. Ajoutez-le également aux niveaux d'exécution default et battery.

# rc-update add cpufreqd default battery
# /etc/init.d/cpufreqd start

Quelques fois, il est préférable de choisir une politique différente de celle qu'a choisie le démon. Par exemple lorsque la batterie est faible mais que vous savez que l'alimentation secteur sera bientôt disponible. Dans ce cas, vous pouvez activer le mode manuel de cpufreqd avec la commande cpufreqd-set manual et sélectionner la politique désirée (parmi celles listées par cpufreqd-get). Vous pouvez quitter le mode manuel en tapant cpufreqd-set dynamic.

Vérifier les résultats

La dernière chose à faire est de vérifier si vos politiques fonctionnent correctement. Vous pouvez le faire en surveillant la vitesse de l'unité centrale pendant que vous travaillez avec votre portable.

# watch grep \"cpu MHz\" /proc/cpuinfo

Si /proc/cpuinfo n'est pas mis à jour (voir la « Résolution des problèmes »), surveillez votre processeur avec sys-apps/x86info :

# watch x86info -mhz

Selon votre configuration, la vitesse de votre processeur devrait augmenter lorsque la charge est élevée et diminuer (ou rester constante) lorsqu'il n'y a pas d'activité. En utilisant cpufreqd au niveau 5 (ou plus) de verbosité (à régler dans cpufreqd.conf), vous obtiendrez plus d'informations dans syslog sur ce qui se passe.

4.  Gestion de l'alimentation pour l'écran à cristaux liquides

Comme vous pouvez le voir à la figure 1.1, l'écran à cristaux liquides est le composant le plus énergivore. (Soulignons que ce n'est pas nécessairement le cas pour les portables équipés de processeurs qui ne sont pas de type mobile.) Il n'est donc pas seulement important de fermer l'écran lorsque l'on ne s'en sert pas, mais il faut aussi réduire la luminosité lorsque possible. La plupart des portables permettent de contrôler la luminosité.

Réglage de la pause (standby)

La première chose à faire est de vérifier les délais de pause, de suspension et de mise hors tension. Puisque cela dépend essentiellement de votre gestionnaire de fenêtres, ce sera à vous de découvrir comment vous y prendre. Voici deux façons de faire classiques. D'abord, les commandes setterm -blank <nombre-de-minutesM>, setterm -powersave on et setterm -powerdown <nombre-de-minutesM> permettent de gérer l'extinction de l'écran. Ensuite, si vous utilisez Xorg, vous pouvez modifier le fichier /etc/X11/xorg.conf pour y incorporer ce qui suit :

Section "ServerFlags"
  Option  "blank time"  "5"  # L'écran devient noir après 5 minutes. (Mais il n'est pas vraiment arrêté.)
  Option  "standby time"  "10"  # Met l'écran en pause après 10 minutes (utilise DPMS).
  Option  "suspend time"  "20"  # Suspend l'écran après 20 minutes.
  Option  "off time"  "30"  # Extinction complète après 30 minutes.
  [...]
EndSection

[...]

Section "Monitor"
  Identifier  [...]
  Option  "DPMS"
  [...]
EndSection

Réglage de la luminosité

Le réglage de la luminosité est probablement plus important encore. Si vous pouvez modifier ce paramètre avec un outil logiciel, écrivez un script qui réduit la luminosité lorsque la batterie est utilisée et ajoutez-le à votre niveau d'exécution battery. Le script suivant devrait fonctionner sur la plupart des portables IBM Thinkpad et Toshiba. Vous devrez activer l'option appropriée dans votre noyau (pour les IBM Thinkpad) ou installer le paquet sys-power/acpitool pour les Toshiba (dans ce cas, sautez la partie configuration d'thinkpad_acpi, anciennement appelé ibm_acpi, décrite plus bas).

Pour pouvoir régler la luminosité, le module thinkpad_acpi doit avoir été chargé avec le paramètre experimental.

(Veuillez lire les avertissements avant de faire ceci !)
# echo "options thinkpad_acpi experimental=1" >> /etc/modprobe.d/thinkpad_acpi
# update-modules
# echo thinkpad_acpi >> /etc/modules.autoload.d/kernel-2.6
# modprobe thinkpad_acpi

Cela devrait marcher sans message d'erreur et un fichier /proc/acpi/ibm/brightness a dû être créé lors du chargement du module. Un script d'initialisation s'occupera de choisir la bonne luminosité en fonction de la source d'alimentation.

# Voir /proc/acpi/ibm/brightness pour les valeurs disponibles.
# Veuillez lire /usr/src/Documentation/thinkpad-acpi.txt

# Niveau de luminosité en mode ac. 7 par défaut.
BRIGHTNESS_AC=7

# Niveau de luminosité en mode battery. 4 par défaut.
BRIGHTNESS_BATTERY=4

#!/sbin/runscript

set_brightness() {
    if on_ac_power
    then
        LEVEL=${BRIGHTNESS_AC:-7}
    else
        LEVEL=${BRIGHTNESS_BATTERY:-4}
    fi

    if [ -f /proc/acpi/ibm/brightness ]
    then
        ebegin "Setting LCD brightness"
        echo "level ${LEVEL}" > /proc/acpi/ibm/brightness
        eend $?
    elif [[ -e /usr/bin/acpitool && -n $(acpitool -T | grep "LCD brightness") ]]
    then
        ebegin "Setting LCD brightness"
        acpitool -l $LEVEL >/dev/null || ewarn "Unable to set lcd brightness"
        eend $?
    else
        ewarn "Setting LCD brightness is not supported."
        ewarn "For IBM Thinkpads, check that thinkpad_acpi is loaded into the kernel"
        ewarn "For Toshiba laptops, you've got to install sys-power/acpitool"
    fi
}

start() {
    set_brightness
}

stop () {
    set_brightness
}

Ensuite, activez l'ajustement automatique de la luminosité en ajoutant ce script au niveau d'exécution « battery ».

# chmod +x /etc/init.d/lcd-brightness
# rc-update add lcd-brightness battery
# rc

5.  Gestion de l'alimentation pour le disque dur

Les disques durs consomment moins d'énergie en mode sommeil. Il est donc logique d'activer la fonctionnalité d'économie d'énergie lorsque le disque dur n'est pas utilisé depuis un certain temps. Je vous montrerai deux possibilités alternatives pour cela. Tout d'abord, le laptop-mode économisera la plupart de l'énergie grâce à plusieurs mesures qui empêchent ou retardent l'écriture sur le disque. L'inconvénient de cette technique est que, en cas de coupure électrique ou de crash du noyau, des données seront perdues car non encore écrites sur le disque. Si cela ne vous convient pas, assurez-vous qu'aucun processus n'écrit fréquemment sur le disque. La deuxième alternative est la possibilité d'activer l'économie d'énergie de votre disque dur via hdparm.

Augmenter le temps d'inactivité avec laptop-mode

Les noyaux 2.6 récents supportent ce que l'on appelle laptop-mode. Lorsque ce mode est activé, le contenu des tampons n'est écrit sur le disque qu'après 10 minutes (plutôt que 30 secondes) ou sur demande (lors des demandes de lecture sur le disque). Cela minimise le temps pendant lequel le disque dur doit être actif.

# emerge laptop-mode-tools

Le fichier /etc/laptop-mode/laptop-mode.conf permet de configurer laptop-mode-tools. Ajustez les options en suivant les instructions incluses dans le fichier. Lancez rc-update add laptop_mode battery pour qu'il démarre automatiquement.

Les versions récentes (à partir de 1.11) de laptop-mode-tools incluent un nouvel outil lm-profiler. Il supervisera l'utilisation du disque et les services réseaux de votre système puis vous suggèrera de désactiver ceux qui ne sont pas utilisés. Vous pourrez alors les désactiver via le support intégré des niveaux d'exécution de laptop-mode-tools ou en utilisant vos niveaux default et battery (recommandé).

# lm-profiler
Profiling session started.
Time remaining: 600 seconds
[4296896.602000] amarokapp
Time remaining: 599 seconds
[4296897.714000] sort
[4296897.970000] mv
Time remaining: 598 seconds
Time remaining: 597 seconds
[4296900.482000] reiserfs/0

Au bout de dix minutes, lm-profiler aura établi un profil de votre système qui lui permettra de vous lister les services qui ont causé des accès disques pendant cette période.

Program:     "atd"
Reason:      standard recommendation (program may not be running)
Init script: /etc/init.d/atd (GUESSED)
Do you want to disable this service in battery mode? [y/N]: n

Pour désactiver atd, comme suggéré dans l'exemple ci-dessus, lancez rc-update del atd battery. Faites attention à ne pas désactiver des services nécessaires au fonctionnement de votre système ; il est probable que lm-profiler vous renverra des faux-positifs. Ne désactivez pas un service si vous ne savez pas à quoi il sert.

Limiter les accès en écriture

Si vous ne voulez pas utiliser le laptop-mode, vous devez prendre soin de désactiver tous les services qui écrivent régulièrement sur le disque : syslog est un bon candidat par exemple. Vous ne voudrez peut-être pas le couper complètement mais vous pouvez modifier sa configuration pour ne pas journaliser d'événements superflus, ce qui diminuera le trafic vers votre disque dur. Cups aussi écrit sur le disque régulièrement, nous vous recommandons de le désactiver et de ne l'activer manuellement que lorsque vous en avez besoin.

# rc-update del cupsd battery

Vous pouvez aussi utiliser lm-profiler contenu dans le paquet laptop-mode-tools (voir plus haut) pour trouver les services à désactiver. Une fois que vous les aurez tous éliminés, continuez avec la configuration de hdparm.

hdparm

La deuxième méthode utilise hdparm. Sautez cette étape si vous utiliser laptop-mode. Sinon, éditez le fichier /etc/conf.d/hdparm et ajoutez-y les valeurs suivantes pour vos disques. Cet exemple présume que votre disque dur se nomme hda :

hda_args="-q -S12"

Cela activera la gestion d'énergie de votre disque dur. Si vous vouliez un jour la désactiver, éditez /etc/conf.d/hdparm et changez les valeurs pour -q -S0 (ou exécutez hdparm -q -S0 /dev/hda).

Voir man hdparm pour les options. Bien que vous puissiez démarrer le service hdparm manuellement lorsque vous passez en mode batterie en lançant /etc/init.d/hdparm start, il est bien plus commode d'automatiser son démarrage et son arrêt. Pour ce faire, ajoutez hdparm au niveau d'exécution battery.

# rc-update add hdparm battery

Quelques trucs

Une autre possibilité est de désactiver la mémoire virtuelle en mode batterie. Avant d'écrire un script pour exécuter swapon/swapoff, assurez-vous d'avoir assez de mémoire vive et que vous n'utilisez pas une grande quantité de mémoire virtuelle. Autrement, vous allez à l'encontre de graves problèmes.

Si vous ne voulez pas utiliser laptop-mode, vous pouvez tout de même limiter l'accès au disque en montant tempfs sur certains répertoires. (Les données écrites sont alors conservées dans la mémoire principale plutôt que sur le disque et le contenu est perdu lors du démontage.) Il peut être pratique de monter ce système sur /tmp. Après tout, le contenu de ce répertoire importe peu puisqu'il est de toute façon supprimé à chaque redémarrage. Que ce contenu ait été conservé sur le disque ou en mémoire ne change rien. Assurez-vous toutefois d'avoir assez de mémoire vive et qu'aucun programme (par exemple un client de téléchargement ou un utilitaire de compression) n'a besoin d'un espace disque phénoménal dans /tmp. Pour activer cette fonction, ajoutez le support pour tempfs à votre noyau et la ligne suivante au fichier /etc/fstab :

none  /tmp  tmpfs  size=32m  0 0

6.  Gestion de l'alimentation pour les autres composants

Les cartes graphiques

Dans le cas où vous posséderiez une carte graphique ATI qui supporte le PowerPlay (technique d'ajustement dynamique de l'horloge du processeur graphique), vous pouvez activer cette fonctionnalité dans Xorg. Ouvrez le fichier /etc/X11/xorg.conf et ajoutez (ou activez) l'option DynamicClocks dans la section Device. Veuillez noter que cette option pourrait faire planter votre système.

Section "Device"
[...]
Option      "DynamicClocks" "on"
EndSection

Gestion de l'alimentation pour les cartes réseau sans fil

Les cartes réseau sans fil consomment une quantité non négligeable d'énergie. Cette consommation peut être gérée de façon analogue à ce qui a été décrit pour le disque dur.

Ajoutez l'option suivante à votre /etc/conf.d/net pour activer automatiquement la gestion de l'énergie pour votre carte sans fil :

iwconfig_wlan0="power on"

Voir man iwconfig pour plus de détails et plus d'options telles que les délais entre les réveils et les délais d'attente. Si votre pilote et votre point d'accès permettent de modifier l'intervalle de temps entre chaque balise (beacon), c'est un bon point de départ pour économiser de l'énergie.

Gestion de l'alimentation pour les périphériques USB

Il existe deux problèmes liés à la consommation d'énergie par les périphériques USB. Premièrement, les périphériques tels que les souris, caméras numériques et clés USB consomment de l'énergie lorsqu'ils sont branchés. Vous n'y pouvez rien, si ce n'est les débrancher lorsqu'ils ne servent pas. Deuxièmement, lorsque des périphériques USB sont branchés, le contrôleur USB hôte accède périodiquement au bus, ce qui empêche le processeur d'entrer dans un état de veille. Le noyau offre une fonctionnalité expérimentale pour activer la suspension des périphériques USB au moyen d'appels au pilote ou à un des fichiers power/state dans /sys/.

Device Drivers
  USB support
    [*]   Support for Host-side USB
      [*]   USB suspend/resume (EXPERIMENTAL)

7.  États de veille : suspension, mise en veille et hibernation

L'ACPI définit plusieurs états de veille. Les principaux sont :

• S1 ou pause (« standby ») ;
• S3 ou suspension en mémoire vive ou encore mise en veille (« sleep ») ;
• S4 ou suspension sur le disque ou encore hibernation (« hibernate »).

Ces états peuvent être utilisés dès que vous ne travaillez pas sur votre portable mais que vous ne voulez pas l'éteindre afin d'éviter le long délai nécessaire au démarrage.

Pause (S3)

Le support pour les états de veille ACPI est considéré expérimental pour de bonnes raisons. Les états de veille APM semblent plus stables, mais vous ne pouvez pas utiliser à la fois ACPI et APM.

  Power Management Options --->
    [*]  Power Management support
     [*]  Suspend to RAM and standby

Une fois que le noyau est correctement configuré, vous pouvez utiliser hibernate-script pour activer la mise en veille. Installons d'abord ce script.

# emerge hibernate-script

Ce programme se configure dans le fichier /etc/hibernate. Le paquet fourni par défaut présente quelques fichiers de configuration pour chaque état de veille. Les options communes à chaque état se trouvent dans common.conf. Veillez à ce que ce fichier soit correctement renseigné pour votre système.

La configuration de l'état "Pause (S3)" se fait dans le fichier sysfs-ram.conf dans /etc/hibernate. UseSysfsPowerState mem est déjà configuré correctement, mais si vous avez besoin de faire d'autres changements pour cet état de veille (ou pour tout autre état de veille), vous devrez les ajouter au fichier /etc/hibernate/hibernate.conf. Les commentaires et le nom des options devraient vous guider. Si vous utilisez des partages NFS ou Samba sur votre réseau, assurez-vous d'appeler les bons scripts d'initialisation pour les couper proprement.

Vous êtes prêt ? C'est votre dernière chance de sauvegarder vos données avant d'exécuter la prochaine commande. Notez que vous devrez probablement taper une touche particulière comme Fn pour revenir de la mise en veille.

# hibernate-ram

Vous pouvez aussi lancer la pause (Standby ou S1) d'une manière similaire en éditant sysfs-ram.conf et en changeant "UseSysfsPowerState mem" par "UseSysfsPowerState standby". Les modes S3 et S4 sont les plus intéressants à cause de leurs meilleures capacités d'économie d'énergie.

Hibernation (S4)

Cette section introduit l'hibernation, qui consiste en une capture du système écrite sur disque juste avant d'éteindre l'ordinateur. Lors de la reprise, la capture est restaurée et vous pouvez reprendre votre travail exactement au point où vous l'avez laissé.

Il existe deux implémentations différentes pour S4. L'originale est swsusp. tuxonice (anciennement suspend2), plus récent, a une interface plus agréable (qui inclut le support de « fbsplash »). Un comparatif de fonctionnalités est disponible sur le site de tuxonice. Fut un temps, il y eu Suspend-to-Disk (pmdisk), dérivé de swsusp, mais les modifications ont été ramenées.

TuxOnIce n'est pas encore inclus dans Linux. Vous devez donc soit appliquer les correctifs fournis par tuxonice.net sur les sources du noyau, soit utiliser sys-kernel/tuxonice-sources.

Voici la configuration du noyau pour swusp et TuxOnIce :

Power Management support --->
  (Hibernation avec swsusp)
  [*] Hibernation (aka 'suspend to disk')

  (Hibernation avec TuxOnIce)
  Enhanced Hibernation (TuxOnIce)
    --- Image Storage (you need at least one allocator)
    [*]     File Allocator
    [*]    Swap Allocator
    ---   General Options
    [*]    Compression support
    [ ]     Allow Keep Image Mode
    [*]     Replace swsusp by default

La configuration de swusp est plutôt facile. Si vous n'avez pas indiqué le nom de votre partition de swap dans la configuration du noyau, vous pouvez lui indiquer lors du démarrage grâce à la directive resume=/dev/SWAP. Si le démarrage est impossible à cause d'une image défectueuse, utilisez le paramètre noresume. Le script d'initialisation hibernate-cleanup se chargera de libérer les images inutilisées lors de la procédure de démarrage du système.

# rc-update add hibernate-cleanup boot

Pour permettre à swusp de gérer l'hibernation, utilisez le script hibernate et mettez UseSysfsPowerState disk dans le fichier /etc/hibernate/sysfs-disk.

Si vous rencontrez des erreurs du type « kernel panic » à cause de uhci ou d'une fonctionnalité similaire, essayez de compiler le support USB comme un module et déchargez les modules avant d'entrer dans un état de veille. Des options sont disponibles à cet effet dans le fichier common.conf.

# nano -w /etc/hibernate/common.conf
(Assurez-vous d'avoir sauvé vos fichiers.)
# hibernate

La suite de cette section décrit l'installation de TuxOnIce avec le support fbsplash pour avoir une barre de défilement graphique pendant la mise en veille et le réveil.

La première partie de la configuration est similaire à celle swusp. Au cas où vous n'auriez pas indiqué le nom de votre partition de swap au noyau pendant la configuration de celui-ci, vous devez lui indiquer grâce au paramètre de démarrage resume=swap:/dev/SWAP. Si le démarrage est impossible à cause d'une image défectueuse, ajoutez le paramètre noresume. De plus, le script d'initialisation hibernate-cleanup se chargera de libérer les images TuxOnIce inutilisées lors de la procédure de démarrage du système.

# rc-update add hibernate-cleanup boot

Éditez maintenant le fichier /etc/hibernate/tuxonice.conf, activez les options TuxOnIce dont vous avez besoin et commentez tout dans les sections sysfs_power_state et acpi_sleep. N'activez pas encore la partie fbsplash dans le fichier common.conf.

# nano -w /etc/hibernate/tuxonice.conf
(Assurez-vous d'avoir sauvé vos fichiers ouverts.)
# hibernate

Nous pouvons maintenant passer à la configuration de fbsplash. Le paquet sys-apps/tuxonice-userui est nécessaire pour l'activer pendant l'hibernation. De plus, vous devez activer l'option USE fbsplash.

# echo "sys-apps/tuxonice-userui fbsplash" >> /etc/portage/package.use
(Il se peut que le paquet soit masqué en ~arch, si c'est le cas il doit
donc d'abord être ajouté dans le fichier package.keywords.)
# echo "sys-apps/tuxonice-userui" >> /etc/portage/package.keywords
# emerge tuxonice-userui

L'ebuild vous indique de créer un lien symbolique vers le thème que vous voulez utiliser. Par exemple, pour le thème livecd-2005.1, lancez la commande suivante :

# ln -sfn /etc/splash/livecd-2005.1 /etc/splash/tuxonice

Si vous ne voulez pas un écran noir dans la première partie du réveil, vous devez ajouter l'outil tuxoniceui_fbsplash à votre image initrd. En supposant que vous ayez créé cette image avec splash_geninitramfs et que vous l'ayez nommée /boot/fbsplash-emergence-1024x768, voici comment procéder.

# mount /boot
# mkdir ~/initrd.d
# cp /boot/fbsplash-emergence-1024x768 ~/initrd.d/
# cd ~/initrd.d
# gunzip -c fbsplash-emergence-1024x768 | cpio -idm --quiet -H newc
# rm fbsplash-emergence-1024x768
# cp /usr/sbin/tuxoniceui_fbsplash sbin/
# find . | cpio --quiet --dereference -o -H newc | gzip -9 > /boot/fbsplash-tuxonice-emergence-1024x768

Ensuite, ajustez votre grub.conf (ou lilo.conf) pour que votre noyau TuxOnIce utilise /boot/fbsplash-tuxonice-emergence-1024x768 comme image initrd. Vous pouvez maintenant tester si tout fonctionne correctement.

# tuxoniceui_fbsplash -t

Enfin, ouvrez le fichier /etc/hibernate/common.conf et activez l'option fbsplash. Exécutez hibernate et appréciez.

8.  Résolution des problèmes

Q: J'essaie de changer la fréquence de l'unité centrale, mais /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor n'existe pas.

R: Assurez-vous que votre processeur supporte l'échelonnage de la fréquence et que vous avez choisi le pilote CPUFreq correspondant à votre processeur. Voici une liste des processeurs supportés par cpufreq (avec le noyau 2.6.7) : ARM Integrator, ARM-SA1100, ARM-SA1110, AMD Elan - SC400, SC410, AMD K6-2+ mobile, AMD K6-3+ mobile, AMD Duron mobile, AMD Athlon mobile, AMD Opteron, AMD Athlon 64, Cyrix Media GXm, Intel PIII mobile et Intel PIII-M mobile (avec certains jeux de composants), Intel Pentium 4, Intel Xeon, Intel Pentium M (Centrino), National Semiconductors Geode GX, Transmeta Crusoe, VIA Cyrix 3 / C3, UltraSPARC-III, SuperH SH-3, SH-4, plusieurs PowerBook et iBook2 et divers processeurs utilisés sur des systèmes compatibles avec ACPI 2.0 (seulement si l'option « ACPI Processor Performance States » est disponible dans l'interface BIOS/ACPI).

Q: Mon processeur supporte l'échelonnage de la fréquence, mais /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/ est vide.

R: Cherchez des messages d'erreurs ACPI avec dmesg | grep ACPI. Essayez de mettre votre BIOS à jour, particulièrement si un mauvais fonctionnement de DSDT est rapporté. Vous pouvez également essayer de corriger la situation vous-même (ce qui dépasse le cadre de ce guide).

Q: Mon portable supporte l'échelonnage de la fréquence, mais selon /proc/cpuinfo, la vitesse ne change pas.

R: Vous avez probablement activé le support multiprocesseurs symétrique (CONFIG_SMP) dans votre noyau. Désactivez cette option et le problème devrait disparaître. Il y avait un bogue dans certains vieux noyaux causant ce problème. Si c'est votre cas, exécutez emerge x86info, mettez votre noyau à jour et vérifiez la vitesse actuelle du processeur avec x86info -mhz.

Q: Je peux changer la fréquence du processeur, mais la plage disponible est plus restreinte qu'elle ne l'est dans un autre système d'exploitation.

R: Vous pouvez combiner l'échelonnage de la fréquence avec la régulation du temps processeur ACPI (« ACPI CPU throttling ») pour obtenir une fréquence minimale plus basse. Notez que la régulation du temps processeur ne sauve pas beaucoup d'énergie et sert plutôt à la gestion de la dissipation de la chaleur (afin de garder votre portable froid et silencieux). Vous pouvez consulter l'état de régulation du temps processeur avec cat /proc/acpi/processor/CPU/throttling et le changer avec echo -n "0:x" > /proc/acpi/processor/CPU/limit, où x est un des états Tx listés dans /proc/acpi/processor/CPU/throttling.

Q: Lorsque je configure le noyau, les gouverneurs « powersave », « performance » et « userspace » sont disponibles, mais pas « ondemand ». Comment puis-je l'activer ?

R: Le gouverneur « ondemand » n'est disponible que dans les noyaux récents. Essayez de mettre le votre à jour.

Q: La durée de vie de la batterie semble moindre qu'avant.

R: Vérifiez les paramètres du BIOS. Peut-être avez-vous oublié de réactiver certaines options.

Q: Ma batterie est chargée, mais KDE rapporte un niveau de charge de 0 % et éteint le système aussitôt.

R: Vérifiez que le support pour la batterie est compilé dans le noyau. Si vous l'utilisez comme module, assurez-vous que celui-ci est chargé.

Q: Mon système de journalisation reporte quelque chose comme « logger: ACPI group battery / action battery is not defined ».

R: Ce message est généré par le script /etc/acpi/default.sh livré avec acpid, vous pouvez tranquillement l'ignorer. Si vous voulez supprimer ce message, commentez la ligne appropriée dans le script :

        *)      # logger "ACPI action $action is not defined"

Q: J'ai un portable Dell Inspiron 51XX et je n'obtiens aucun événement ACPI.

R: Cela semble être un bogue dans le noyau. Consultez cette page.

Q: J'ai activé l'option DynamicClocks dans xorg.conf et maintenant Xorg plante / l'écran reste noir / mon portable ne s'éteint plus correctement.

R: Cela arrive sur certains systèmes. Vous devez désactiver DynamicClocks.

Q: Je veux utilisez TuxOnIce, mais il me dit que ma partition d'échange est trop petite. Je ne peux pas l'agrandir.

R: Si vous disposez d'assez d'espace sur votre système, vous pouvez enregistrer la capture dans un fichier plutôt que dans la swap. hibernate-script sait le faire. Vous trouverez plus d'information à ce sujet dans le fichier /usr/src/linux/Documentation/power/tuxonice.txt.

Q: Je viens d'acheter une batterie, mais elle ne dure que quelques minutes ! Où est mon erreur ?

R: Suivez d'abord les instructions du constructeur expliquant comment charger la batterie correctement.

Q: Ce qui précède ne m'a pas aidé. Que devrais-je faire ?

R: Certaines batteries prétendument neuves sont en fait usagées. Essayez ce qui suit :

$ grep capacity /proc/acpi/battery/BAT0/info
design capacity:     47520 mWh
last full capacity:  41830 mWh

Si la valeur de « last full capacity » diffère significativement de celle de « design capacity », votre batterie est probablement défaillante. Essayez de faire jouer votre garantie.

Q: Mon problème n'est pas mentionné ci-dessus. Que puis-je faire ?

N'hésitez pas à me contacter (Dennis Nienhüser) directement. Les Forums Gentoo sont également un bon endroit pour trouver de l'aide. Si vous préférez IRC, essayez le canal #gentoo-laptop canal.

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