EndeavourOS na Raspberry Pi 4B 4 GB: doladění systému k použitelnosti

Důvod přechodu na EndeavourOS

Na EndeavourOS jsem přešel, protože Raspberry Pi OS (Debian) nepodporuje update na vyšší major verzi a 33 dní poté, co byla chyba Copy Fail opravena v linuxovém jádře, 5 dní po zveřejnění exploitu a 4 dny po varování CISA, že se aktivně zneužívá v terénu, měl stále tři roky staré jádro s touto chybou, přestože jsem ho aktualizoval a bezpečnostní záplaty měly být ještě čtyři měsíce: [1], [2].

EndeavourOS podporuje aktualizaci vždy a Copy Fail opravenou měl.

Instalace s chybou

Na stránce pro procesor ARM je ke stažení soubor v tabulce v řádku „Raspberry Pi 4b“. Rozbalený soubor jsem zapsal od začátku fyzického zařízení SD karty a z té nabootoval.

Instalátor nesprávně označil zvolené uživatelské jméno zelenou fajfkou jako přípustné, ale instalace na konci selhala s matoucí falešnou chybou. Instalátor totiž netestoval, zda jméno nekoliduje se jménem systémové skupiny v /etc/group. Uživatel to nemůže předem testovat, protože instalátor má jiný /etc/group než výsledný systém. Řešil jsem to instalací znovu a zvolením uživatelského jména s přidanou číslicí 2 na konci.

Desktopové prostředí jsem zvolil Xfce. Zdá se mi, že spotřebovává nejméně RAM a CPU.

Oprava periodického zamrzání

Periodické zamrzání Wi-Fi

Defektem je periodické zamrzání na několik sekund každých několik sekund. Zřejmě způsobeno správou napájení u Wi-Fi a nastává synchronně s aktualizací seznamu okolních bezdrátových sítí. Ani vypnutí správy problém zcela nevyřešilo. Oprava zablokuje Wi-Fi. HDMI budič Raspberry Pi stejně při určitých nastaveních hodin ruší vlastní Wi-Fi.

Není to stíněním kabelu, protože má 99% ztrátu paketů, i když je telefon v režimu hot-spot položen přímo na anténu Raspberry Pi. Kabel HDMI je mnohonásobně dál, navíc by soutěžil průsak HDMI stínění s úmyslně optimalizovanou vysílací anténou telefonu. Místo Wi-Fi používám 1Gbps ethernet po měděném kabelu, který funguje spolehlivě.

Postup opravy

V /boot/config.txt  nastavíme:

dtoverlay=disable-wifi

Zamrzání při zápisu na SD kartu

Systém při zápisu na SD kartu náhodně zamrzá až na 2 minuty 20 sekund. Je to způsobeno plánovačem I/O a zejména výchozí nastavenou maximální délkou zápisového požadavku jádra na SD kartu 4 MiB.

Reálná zápisová rychlost SD karty klesá až na 30 kB/s, což odpovídá době provedení požadavku 140 sekund. Během tohoto požadavku jádro nevyšle čtecí požadavek ani například na stránku strojového kódu příkazu top. Jádro neupravuje parametry I/O zařízení podle jeho skutečného výkonu, ani nenastavuje prakticky použitelnou výchozí hodnotu v závislosti na typu zařízení.

Postup opravy

Nejdříve do /usr/local/bin/set_scheds.sh dáme:

#!/bin/bash
echo 128 > /sys/block/mmcblk0/queue/max_sectors_kb
echo bfq > /sys/block/mmcblk0/queue/scheduler
{ echo bfq > /sys/block/sda/queue/scheduler;} 2>/dev/null
{ echo bfq > /sys/block/sdb/queue/scheduler;} 2>/dev/null
exit 0

Pak do /etc/systemd/system/set_scheds.service dáme:

[Unit]
Description=Set Schedulers
After=sysinit.target
[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/local/bin/set_scheds.sh
RemainAfterExit=yes
[Install]
WantedBy=multi-user.target

Nakonec provedeme:

sudo chmod a+x /usr/local/bin/set_scheds.sh
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable set_scheds.service
sudo systemctl start set_scheds.service

Zadrhávání terminálu

Terminál se zadrhává ve výchozím emulátoru xfce4-terminal  nebo lxterminal  i při editaci v editoru  vi.

Postup obejití

Používám gnome-terminal jako alternativu.

Oprava pomalosti

Nevhodné zahazování stránek

Defektem je pomalost a zasekávání – jádro zahazuje důležité stránky se strojovým kódem, které musí znovu natahovat z SD karty a prioritizuje RAM pro nedůležitou keš disku. Také zaplaví RAM nezapsanými daty a pak si náhle vzpomene, že je všechna bude zapisovat na SD kartu, jejíž zápisová rychlost někdy klesá až na 30 kB/s.

Postup opravy

Do /etc/sysctl.d/kernel_settings.conf jsem dal:

vm.swappiness=20
vm.dirty_expire_centisecs=1000
vm.dirty_writeback_centisecs=200

Pak jsem provedl:

sudo systemcl restart systemd-sysctl.service
sysctl -a

Poslední příkaz pro kontrolu vypíše, zda se parametry jádra skutečně nastavily.

Řízení rychlosti CPU

Defektem je pomalost a zadrhávání, protože jádro při nárazových požadavcích na výkon CPU nechávalo procesory na pomalém kmitočtu.

Postup opravy

V /boot/cmdline.txt  jsem nastavil:

cpufreq.default_governor:performance

Do panelu vpravo nahoře jsem přidal applet CPU Frequency Monitor, který kontroluje že procesory neustále jedou na 1,5 GHz.

Plýtvání životností SD karty

Defektem je plýtvání životností SD karty neustálým zapisováním kvůli aktualizacím atime a ukládání dat do žurnálu.

Postup opravy

Zjistil jsem PARTUUID /dev/mmcblk0p2 pomocí:

lsblk -O | less -S

Pak jsem ho dal do /etc/fstab:

UUID=00000000-0000-0000-0000-000000000000 / ext4 defaults,noatime,commit=15 0 1

Poté jsem systém restartoval.

Pomalost LibreOffice Calc

LibreOffice Calc je nepoužitelně pomalý, po pohybu kurzorem překresluje obrazovku 5 až 30 sekund přesto, že 3 ze 4 procesorů a většina paměti jsou nepoužité a zobrazená je jen jednoduchá tabulka s texty, 683 řádky a 5 sloupci. Zátěž přepínání kontextů se zvýší z běžných 4,7 kHz na 8,9 kHz.

Řešení

Používám Gnumeric místo Libreoffice Calc s výjimkou konverze do formátu CSV.

Pomalost MPV

Video ve formátu 1080p H.264 30 FPS nestíhal přehrávač MPV zpracovávat, přestože používal grafickou akceleraci.

Postup opravy

V ~/.config/mpv/mpv.conf  jsem nastavil:

vo=xv

Zaplňování SD karty logy od systemd

Tento defekt způsoboval, že systemd opotřebovával a zaplňoval SD kartu gigabajty zápisů logů a systém se při tom zadrhával.

Postup opravy

V /etc/systemd/journald.conf  jsem nastavil:

Storage=none
Seal=no
Compress=48
RateLimitBurst=40
RateLimitIntervalSec=10s
SystemMaxFileSize=4M
SystemMaxUse=100M
RuntimeMaxUse=50M

Pak jsem provedl

systemctl restart systemd-journald
journalctl --disk-usage

Poslední příkaz kontrolně vytiskne spotřebu diskového místa zmíněnými logy.

Zadrhávání systému při prohlížení HEIC

Defekt: při prohlížení fotografií ve formátu *.HEIC mi glycin-heif.thumbnailer často padal a systemd opotřebovával a zaplňoval SD kartu velkým množstvím core dumpů a systém se při tom zadrhával.

Postup opravy

V /etc/systemd/coredump.conf  jsem nastavil:

Storage=none
ProcessSizeMax=0

Pak jsem provedl:

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl mask systemd-coredump.socket
sudo systemctl stop systemd-coredump.socket

Následně jsem smazal obsah ve /var/lib/systemd/coredump.

Oprava koktajícího a bublajícího zvuku

Přepneme z Pipewire na Pulseaudio

sudo pacman -S pulseaudio
sudo pacman -R gst-plugin-pipewire pipewire-alsa

Zablokujeme zbytky Pipewire

Zablokujeme části Pipewire, které není možné odinstaloval kvůli závislostem:

for a in "--global disable" "--global mask" stop; do
for b in pipewire pipewire.socket wireplumber; do
sudo systemctl $a $b
done; done

Oprava dalších problémů

Obrazovka je někdy trvale černá

Obrazovka je trvale černá, když se monitor zapne později než počítač. Problém nastává zejména u televizoru, který po připojení napětí začíná v režimu standby.

Postup opravy

Do souboru /boot/config.txt připíšeme:

disable_fw_kms_setup=0
force_hdmi_hotplug=1

Transmission nepřijímá

Program na legální stahování hudby a filmů pro osobní potřebu Transmission nepřijímá data přesto, že jsem nakonfiguroval port do trvalé konfigurace firewallu a ten pak restartoval.

Postup opravy

sudo systemctl disable --now firewalld

Neprakticky velká konzolová písmena

Defektem jsou neprakticky velká konzolová písmena, když se monitor zapne později jak počítač. Problém je to u televizoru, který po připojení napětí začíná v režimu standby.

Postup opravy

V souboru /boot/config.txt je třeba hodnoty 2 a 39 zaměnit za skupinu a rozlišení vhodné pro konkrétní monitor podle tabulky:

hdmi_group=2
hdmi_mode=39

Tabulátor nedoplňuje jména souborů

Defekt: doplňování stisknutím tabulátoru nefunguje na jménech obyčejných datových souborů.

Postup opravy

Odinstalujeme rozšíření shellu Bash pro chytré doplňování informací z mnoha zdrojů.

sudo pacman -R bash-completion

Obrácená barva pozadí Polari

Defekt: klient Polari IRC Gnome má bílé pozadí, přestože je systém nastaven na tmavé.

Postup opravy

EndeavourOS → Settings → Appearance přepneme na jiný a zpět na Arc-Dark

Bezpečnost

Konzistence logů

Zlepšíme konzistenci logů,fsck atd. lepším odhadem času po bootu:

Postup vylepšení

sudo pacman -S fake-hwclock

Riziko instalace trojských koňů

Instalátor Yay neoficiálních balíčků AUR umožňuje instalaci nedůvěryhodných balíků které obsahovaly trojské koně se vzdáleným přístupem: [1], [2], [3], [4].

Postup opravy

sudo pacman -R yay

Vytisknutí balíčků z Yay/AUR

Přesvědčíme se, že jsme žádné potenciálně škodlivé balíčky nenainstalovali:

pacman -Qm

Fsck vždy

Zapneme, aby se fsck dělal vždy, nejen když nebyl souborový systém správně odmontován. V /boot/cmdline.txt  nastavíme:

fsck.mode=force

Snížení rizika poškození dat

Snížíme riziko poškozování dat po pádech jádra. V souboru /etc/fstab dáme poslední číslo na každé řádce u kořenového souborového systému na hodnotu 1 a u externích disků 2, aby probíhala kontrola.

Výpis výsledků fsck

Takto pro kontrolu vypíšeme výsledky fsck při bootu:

SYSTEMD_COLORS=1 journalctl -u "systemd-fsck*"|less -R

Konzistence databáze balíčků

Zkontrolujeme, zda je databáze balíčků konzistentní:

pacman -Dk

Kontrola hašů systému

Zkontrolujeme, zda nainstalované soubory nejsou pozměněné proti oficiálnímu kontrolnímu součtu z balíčků:

paccheck --sha256sum

Další tipy na nástroje

Přídavný software, který může urychlit nebo vylepšit Raspberry Pi 4:

• ffmpeg-rpi
• libvlc-rpi
• rpi4-eeprom
• vlc-rpi

Pro údržbu systému se hodí znát některé nástroje:

• checkupdates vytiskne aktualizace.
• sudo pacman -Syu nainstaluje aktualizace.
• sudo pacman -Qdtq vytiskne zbytečné balíčky, které jsou závislostmi již smazaných balíčků.
• sudo fstrim -v /;sudo fstrim -v /boot zrychlí zápis na SD kartu a předchází zbytečnému opotřebení (deklaruje kartě nepoužité bloky).
• sudo pacman -Scc smaže cache stažených balíčků z SD karty.
• sudo bash -c "SYSTEMD_COLORS=1 journalctl -o short-iso"|less -R prohlíží systémový log.
• dmesg -T --color=always|less -R prohlíží jaderný log.

Co nefunguje

Jaderný ovladač zvuku snd_bcm2835 zhruba jednou denně náhodně zatuhává a poté se neprovede zadaný reboot, je třeba počítač vytáhnout ze zásuvky. Musescore nenastartuje – padá na segfault, Stellarium zobrazuje pouze černou obrazovku s kurzorem myši.