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diff --git a/source/_posts/给一台Linux笔记本做服务器化改造:休眠、充电上限与EC寄存器考古.md b/source/_posts/给一台Linux笔记本做服务器化改造:休眠、充电上限与EC寄存器考古.md new file mode 100644 index 00000000..3cc052d6 --- /dev/null +++ b/source/_posts/给一台Linux笔记本做服务器化改造:休眠、充电上限与EC寄存器考古.md @@ -0,0 +1,117 @@ +title: 给一台 Linux 笔记本做服务器化改造:休眠、充电上限与 EC 寄存器考古 +date: 2026-08-29 15:30:00 +tags: [Technique, Linux] +--- + +一台旧笔记本装上 Hermes Agent 之后,就成了 7×24 挂在家庭网络里的常驻服务机。机器继续服役,但"笔记本"这个出厂身份留下的问题需要逐个拆除:拔电半小时自动休眠、合盖掉线、电池永远充到顶。这篇文章记录一次完整的改造过程——大部分是常规配置,最后一段是真正的硬骨头:Linux 下没有现成驱动的 Redmi EC,如何从固件代码里考古出充电上限的寄存器地址,并把 80% 上限真正写进硬件。 + +改造对象是 Redmi Book Pro 15 2022,系统 Pop!_OS 24.04,内核 6.18.7。文中所有验证步骤都给出了可复核的证据,文末附完整的脚本清单。 + +## 休眠问题的两个来源:一个在用户会话,一个在系统层 + +先说结论:这台机器的自动休眠由两套机制叠加控制,只改任何一处都会被另一处重新睡掉。 + +第一处在 GNOME。`org.gnome.settings-daemon.plugins.power` 这组键值把插电和用电池分成两个策略:这台机器出厂默认插电模式 `nothing`(永不睡),电池模式 `suspend`(30 分钟无操作就睡)。服务器场景下,这个"电池模式"就是拔电失联的直接原因。禁用只需两条命令: + +```bash +gsettings set org.gnome.settings-daemon.plugins.power sleep-inactive-battery-type 'nothing' +gsettings set org.gnome.settings-daemon.plugins.power sleep-inactive-ac-type 'nothing' +``` + +第二处在 systemd-logind。不处理它,合盖依然会触发 suspend。做法是往 `/etc/systemd/logind.conf.d/` 放一个drop-in 配置: + +```ini +[Login] +HandleLidSwitch=ignore +HandleLidSwitchExternalPower=ignore +HandleLidSwitchDocked=ignore +AllowSuspend=no +AllowHibernation=no +``` + +`AllowSuspend=no` 这几行比合盖策略更进一步——它让 suspend/hibernate 这两个电源目标在系统层面不可达。从此无论哪个组件想休眠这台机器,systemd 都会拒绝执行。对服务器而言这是最保险的一层。 + +## 充电上限:配置了两年,从来没生效过 + +机器上一直装着 TLP,配置文件里写得明明白白: + +``` +START_CHARGE_THRESH_BAT0=20 +STOP_CHARGE_THRESH_BAT0=80 +``` + +但电量依然冲到了 94%(对应衰减后的满充点)。原因在 TLP 的工作方式:它自己不碰硬件,只调用内核提供的接口。Linux 内核标准接口是 `/sys/class/power_supply/BAT0/charge_control_end_threshold`,TLP 依次尝试三种后端——`natacpi`(内核 ACPI 驱动直写)、`acpi_call`(通过第三方模块调用任意 ACPI 方法)、`sysfs`(上述标准接口)。三种在这台机器上全部缺席:Redmi 没有为自家 EC 提交过任何内核驱动,`charge_control_end_threshold` 文件不存在,`acpi_call` 也没有安装。 + +TLP 的处理方式是静默降级——配置留着,什么都不做。这解释了"设置了却充到顶"的全部现象。 + +## 从 DSDT 考古:找到 EC 里的充电上限字段 + +内核不提供接口,就要自己读固件。ACPI 的 DSDT 表是主板固件的执行代码,用 `iasl` 反汇编后就是一份可检索的"硬件说明书": + +```bash +cp /sys/firmware/acpi/tables/DSDT /tmp/probe/ +iasl -d /tmp/probe/DSDT.bin +``` + +在反汇编产物里,`Device (EC0)` 是嵌入式控制器(Embedded Controller,主板上负责电池、键盘、风扇等底层事务的 8 位单片机)。EC 暴露给 ACPI 的字段表以 `Field (ERAM…)` 开头,逐项列出每个字段的名称和位宽。搜索电池相关的命名,一段关键结构浮现出来: + +``` +Offset (0x80), +ACIN, 1, // AC 已插电 +BTIN, 1, // 电池在位 +BTST, 4, // 电池状态 +ADPW, 8, +BTSN, 16, // 序列号 +BTDC, 16, // Design Capacity 设计容量 +BTDV, 16, // Design Voltage 设计电压 +BTFC, 16, // Full Charge Capacity 满充容量 +BTTP, 16, +BTCT, 16, // Cycle Count 循环次数 +BTPR, 16, // Present Capacity 当前容量 +BTVT, 16, // Voltage 电压 +RSOC, 8, // Relative State of Charge 电量百分比 +… // 8 个状态位占满一个字节 +BTCC, 16, // Charge Cap 充电上限 +BATM, 16, +``` + +按 ACPI Field 的位累积规则手工推算,每个字段落在 EC RAM 的具体字节位置:电量百分比 RSOC 在偏移 0x92,充电上限 BTCC 在 0x95-0x96(16 位小端)。这台机器的 EC RAM 通过内存映射窗口 `0xFE0B0400` 可直接访问。 + +推断需要验证。验证方法是交叉比对:把 32 个字节一次性读出来,看各项读数能否和系统已知的数值对上。实际读取结果: + +| EC 字段 | 读数 | 系统对照值 | 结果 | +|---|---|---|---| +| RSOC | 89% | upower 实时 89%(自放电后的实时值) | 命中 | +| BTDC | 4664 mAh × 15440 mV = 72.0 Wh | energy_full_design 72.012 Wh | 命中 | +| BTFC | 3939 mAh → 60.8 Wh | energy_full 60.818 Wh | 命中 | +| BTFC/BTDC | 84.5% | 电池健康度 84.455% | 命中 | +| BTPR/BTFC | 88.9% | ≈ RSOC 89%,内部自洽 | 命中 | + +六项全部命中,偏移表确认无误。这次读取还带来一个意外收获:**循环次数 1196 次**——内核 sysfs 一直报 0,真实数字一直躺在 EC 里。84.5% 的健康度对一千二百次循环来说衰减曲线相当正常,而 80% 上限从现在开始会显著放缓后续衰减。 + +验证时 BTCC 读数为 0,即从未有系统写入过它——TLP 静默失效、小米自己的管理软件从未在 Linux 侧运行,这个字段空了两年。 + +## 写入与固化:从一次性验证到开机自启 + +写入本身是对内存映射窗口的 2 字节操作。用 `dd` 定位到 `0xFE0B0495`,写入小端编码的 80,读回确认 EC 接受。行为验证更直接:写入时电量 87%,高于上限,状态立即表现为 Discharging(拒绝充电);电量自然回落到 83% 后,状态转为 Charging——EC 正在按"低于 80 才充、充到 80 停"的逻辑工作。 + +EC 的值在冷启动后可能复位,所以最后一步是固化:一个 20 行的 shell 脚本(写入 + 最多 5 次读回重试 + 写 syslog),注册成 oneshot 的 systemd 服务,`WantedBy=multi-user.target`。每次开机自动重写。日志验证一行即可:`journalctl -t ec-charge-limit`。 + +## 为什么绕了这么多路 + +这套探索的完整链条值得复盘,因为它演示了一个通用模式:**当厂商不为 Linux 提供驱动时,固件代码是最后的、也是完全可靠的文档**。 + +TLP 配置存在但从未生效,说明用户态工具依赖于内核 ABI 的覆盖面。内核接口缺失时,`acpi_call` 这类"万能调用器"是第一层补救——但它的前提仍是 ACPI 层存在可调用的方法。DSDT 反汇编显示这台机器的 EC 确实声明了 BTCC 字段,但没有任何 AML 代码(ACPI 层的解释执行代码)读写它——小米把充电控制做成了纯 EC 寄存器协议,只有 Windows 侧的私有驱动知道怎么写。这一层是 acpi_call 也救不了的,于是只剩最后一条路:直接读写 EC RAM。 + +这已经触及了此类探索的边界。直接写 EC 是有真实风险的操作——这段内存窗口同时被固件本身使用,写错偏移可能影响风扇、键盘背光乃至供电策略。整个过程中风险控制靠三件事:所有写入前先完成只读交叉验证(六个字段全命中才敢写);写入目标收窄到 2 字节;写入后立即读回并观察行为。至于回滚,同样的通道写 100 就能恢复原状。 + +## 交付清单 + +改造后的最终状态: + +- 拔电、合盖均不休眠,suspend 目标在 systemd 层全局禁用 +- 充电到 80% 由 EC 强制执行,不依赖任何用户态进程存活 +- 开机自动重写上限,冷启动不丢配置 +- 电池档案:设计 72 Wh,满充 60.8 Wh(健康度 84.5%),循环 1196 次 + +完整脚本已归档:`setup-server-power.sh`(休眠部分)、`acpi-probe-battery.sh`(DSDT 反汇编 + 只读探测)、`ec-verify-readonly.sh`(字段交叉验证)、`ec-set-charge-limit.sh`(写入与行为观察)、`power-rollback.sh`(一键回滚)。如果你有一台同样"EC 沉默"的笔记本,这套只读验证优先的流程可以直接复用——先证明地址表是对的,再谈写入。 |
