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Beiträge zu der von mir eingesetzten Hardware

Nvidia Treiber, KDE-Plasma-Desktop 4.14, Tearing-Effekt: Triple Buffering einschalten!

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Meine Leser wissen, dass ich bzgl. des Linux-Desktops auf KDE setze. Den HW-technischen Unterbau liefern in meinen privaten Systemen, die ich meist selbst aufbaue, Nvidia-Grafikkarten. In der Regel verwende ich dafür den proprietären Treiber, dessen Modul ich über das Installationsskript von Nvidia kompilieren und installieren lasse. (Mit der unangenehmen Konsequenz eines “tainted” Kernel – aber das nur nebenbei).

Dieser Artikel betrifft ein Plasma-Problem, das ich auf Desktop-Systemen hatte. (Der Artikel bezieht sich nicht auf Laptop-Systeme mit Optimus-Technologie.) Seit geraumer Zeit (schätzungsweise seit KDE 4.12 bis heute unter KDE 4.14.9) plagte mich folgender, immer wiederkehrender Fehler:

Nach dem Starten des KDE Plasma Desktops mit aktivierten 3D-Effekten (OpenGL) – kam es bei der Bewegung von bestimmten Fenstern immer wieder zum sogenannten “Tearing”-Effekt. Besonders deutlich sichtbar wurde der für Fensterbegrenzungslinien von “konsole” oder Fenstern mit komplexeren GTK-Anwendungen. Dies erwies sich als unabhängig von der Voreinstellung der des OpenGL Composite Typs und des Qt-Grafiksystems (“native” oder “raster” Rendering)

Erstaunlicherweise verschwand dieser Effekt bei mir ebenso regelmäßig, wenn ich unter den KDE Systemeinstellungen auf dem Panel zu “Arbeitsflächen-Effekte” >> “Erweitert” eine der dortigen Einstellungen änderte und auf “Anwenden” drückte. Danach war für diese X-Sitzung Ruhe. Bei der Einstellungsänderung wurde offenbar etwas erkannt, was beim normalen KDE-Start nicht der Fall war). Aber solche manuellen Eingriffe bei jedem Start von KDE sind natürlich nervig.

Zufällig bin ich in anderem Zusammenhang vor ein paar Tagen über folgende Bug-Artikel gestolpert:
https://bugs.kde.org/show_bug.cgi?id=322060
https://bugs.kde.org/show_bug.cgi?id=330794
https://bugs.kde.org/show_bug.cgi?id=343184

Dadurch animiert habe ich nun mal “Triple Buffering” explizit in die “xorg.conf” eingetragen. Der Installer von Nvidia tut das nämlich nicht von sich aus. Er bewegte aber den einmal vorgenommenen händischen Eintrag bei der nächsten Treiber-Installation interessanterweise aus der “Device Section” in die “Screen Section”:

Auszug aus der /etc/X11/xorg.conf”: 

Section "Screen"

    Identifier     "Screen0"
    Device         "Device0"
    Monitor        "Monitor0"
    DefaultDepth    24
    Option         "Stereo" "0"
    Option         "nvidiaXineramaInfoOrder" "DFP-0"
    Option         "metamodes" "DVI-I-1: nvidia-auto-select +5120+0, HDMI-0: nvidia-auto-select +0+0, HDMI-1: nvidia-auto-select +2560+0"
    Option         "SLI" "Off"
    Option         "MultiGPU" "Off"
    Option         "BaseMosaic" "off"
    Option         "TripleBuffer" "true"
    SubSection     "Display"
        Depth       24
    EndSubSection
EndSection

 
Man erkennt hier, das ich Xinerama für 3 Schirme nutze. Der interessante Eintrag ist aber:

Option “TripleBuffer” “true”

Ich kann nur sagen:

Seitdem ist jegliches Tearing auf meinem 3-Schirme-Desktop verschwunden – ohne weitere Zusatzmaßnahmen und egal, was ich unter “Arbeitsflächen-Effekte” >> “Erweitert” für Einstellungen zum Punkt “Einzelbild-Zerreißen (Tearing) verhindern (Vsync)” einstelle. Auch ein spezieller Export der Umgebungsvariablen “__GL_YIELD” wie in einem der Bug-Reports beschrieben, erwies sich unter KDE 4.14 als überflüssig – diese Umgebungsvariable ist bei mir gar nicht gesetzt.

r
So einfach – man muss es halt nur wissen! Mein Dank an alle, die sich um diesen Bug in seinen verschiedenen Ausprägungen gekümmert haben! Ein schönes Beispiel dafür, dass der Open Source Prozess auch im Zusammenspiel mit Closed Source Komponenten funktioniert – auch wenn es manchmal etwas dauert.

Mouse / Keyboard frieren nach KDE-Login ein – ein .cache-Problem im Plasma-Desktop

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In der letzten Woche hatte ich nach einigen Updates und Experimenten mit diversen Gnome Programmen (nautilus, tracker, …) unter KDE massive Probleme mit der Maus unmittelbar nach dem Einloggen in den KDE-Desktop (Opensuse 13.2; KDE 4.14.X mit KDE 5 Komponenten). Angemerkt sei, dass ich den aktuellen proprietären Nvidia-Treiber “352.41” benutze.

Die Maus ließ sich anfangs bewegen und man konnte auch genau einmal in ein Fenster – z.B. ein Terminal – klicken. Danach zeigten weder die Maus noch Navigationstasten des Keyboards eine Wirkung – und wenn doch, dann mit ganz erheblicher Zeitverzögerung.

Das Einzige was noch funktionierte war Ctrl-Alt-Del; man konnte danach zwar unter den erscheinenden Optionen nicht mehr per Tastaur/Maus wählen – aber nach 30 sek. wurde der automatische Logout durchgeführt. Nach einem erneuten Login gab es dann seltsamerweise keinerlei Probleme mehr mit der Maus oder Tastatur.

Interessant war auch, dass das Problem offenbar User-spezifisch war. Ein initialer Login nach dem Booten unter einer anderen UserID führte zu keinen Freezes.

Es war praktisch unmöglich zu beurteilen, ob das Problem an Plasma, anderen KDE-Komponenten oder eben den Gnome-Programmen lag. Die üblichen Log-Einträge (systemd journal, .xsession-errors) gaben nichts her.

Nach ein wenig Recherche im Internet fand ich folgende Artikel:
https://bugs.kde.org/show_bug.cgi?id=341963
https://forum.kde.org/viewtopic.php?f=289&t=124690

Ich hatte keineswegs dort angesprochene Probleme mit einer voll-laufenden Partition oder ähnlichem. Aber einer der dort besprochenen Lösungsansätze half:

Nach einem Löschen der Einträge/Subverzeichnisse im Verzeichnis “~/.cache” lief alles wieder wie es sollte. Das geschilderte Problem ist seither nicht wieder aufgetaucht.

Herzlichen Dank an all diejenigen, die im Rahmen der Bewältigung ihrer eigenen Probleme das Thema potentieller “.cache”-Probleme des KDE-Plasma-Desktops herausgefunden haben! Es ist wert, diesen Punkt als KDE-Nutzer im Kopf zu behalten.

Welches der Programme, das im “.cache”-Verzeichnis Einträge hinterlegt, Schuld war, konnte ich nicht mehr nachvollziehen, da ich die “.cache”-Subverzeichnisse leider und idiotischerweise pauschal gelöscht habe. Es wäre besser gewesen, es für spätere Analysen einfach umzubenennen ….. Als potentiell schuldige Programme kommen in meinem Fall in Frage :
chromium, fontconfig, gstreamer, ibus, mozilla, tracker, webkit, xine-lib.

Bumblebee auf Laptops mit Opensuse 13.1 / 13.2

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Ich nutze ja auch einige Laptops unter Linux. U.a. einen nun schon etwas älteren “Terra 17 Zoll Laptop”, bei dem netterweise fast die gesamte Hardware unter Linux unterstützt wird. Dieser Laptop hat einen “i7-3632QM” Prozessor mit integrierter Intel HD 4000 Grafikkarte; ferner existiert eine zusätzliche Nvidia GT 645M.

Diese “Nvidia Optimus” Ausstattung erfordert unter Linux Bumblebee.

Bumblebee erlaubt das gezielte Aufrufen des Nvidia-Treibers für 3D-Grafik-Applikationen, die dann durch die dedizierte Nvidia-Karte beschleunigt in ein Fenster des von der Intel-Grafikkarte gesteuerten Desktops eingeblendet werden. Aus meiner Sicht ist das eine fast optimale Methode, die leistungsstarke, aber auch energiehungrige Nvidia-Grafikkarte nur dann zu zuzuschalten, wenn sie wirklich benötigt wird.

Eigentlich ist die Installation von Bumblebee aus den entsprechenden Opensuse Repositories inzwischen ein Leichtes. Dennoch erhalte ich immer mal wieder ein Problem, wenn ich Updates des Systems vornehme – u.a. der Kernelversion. Danach laufen die Kommandos “bbswitch” bzw. “optirun” und “primusrun” zum An- und Ab-Schalten der Nvidia-Karte bzw. zum Starten von 3D-Applikationen meist nicht mehr wie erwartet. In der Regel erinnere ich mich dann auch nicht mehr an alle Voraussetzungen, die gegeben sein müssen, damit Bumblebee ordentlich funktioniert. Für alle, denen es ähnlich geht, stelle ich nachfolgend ein paar Schritte und Voraussetzungen zur Nutzung von Bumblebee zusammen.

Wichtige Ergänzung 08.08.2016:
Dieser Artikel ist nicht mehr ganz gültig, was die für neuere Kernelversionen notwendigen Repositories anbelangt. Im Besonderen funktioniert bbswitch zum An- und Abschalten der Nvidia-Karte u.U. nicht mehr. So sollte man statt der nachfolgenden Bumblebee-Repositories das Repository für das Bumblebee3-Projekt heranziehen; es steht für verschiedene Opensuse-Versionen zur Verfügung (s. http://download.opensuse.org/repositories/home:/Bumblebee-Project:/Bumblebee3/). Das dortige Paket “dkms-bbswitch” ist dasjenige, was mit neueren Kernelversionen und Nvidia-Treibern funktioniert. Ferner sollte man ein Repository für einen neueren Nvidia-Treiber wählen, etwa Treiberversion 361.42. Einen upgedateten Artikel finden Sie unter
https://linux-blog.anracom.com/2016/08/08/bumblebee-auf-optimus-notebooks-und-laptops-mit-opensuse-13-1-13-2-leap-42-1/

Installation und Einrichtung von Bumblebee

Folgende RPM-Repositories sollte man der SW-Verwaltung unter YaST für Opensuse 13.1 Installationen verfügbar machen:
http://download.opensuse.org/repositories/X11:/Bumblebee/openSUSE_13.1/
http://download.opensuse.org/repositories/home:/Bumblebee-Project:/Bumblebee/openSUSE_13.1/
http://download.opensuse.org/repositories/home:/Bumblebee-Project:/nVidia:/346.35/openSUSE_13.1/

Unter Opensuse 13.2 ist “13.1” in den Adressen natürlich jeweils durch “13.2” zu ersetzen.

Will man den neuesten Treiber nutzen, so sollte man sich statt des dritten genannten Repositories für
http://download.opensuse.org/repositories/home:/Bumblebee-Project:/nVidia:/latest/openSUSE_13.1/
bzw.
http://download.opensuse.org/repositories/home:/Bumblebee-Project:/nVidia:/latest/openSUSE_13.2/
r
entscheiden

Das erste der oben genannten Repositories umfasst z.Z. den Umfang des zweiten fast vollständig. Der Unterschied besteht in der Bereitstellung eines zusätzlichen Pakets für acpi Calls im zweiten Repository. Ganz entscheidend ist jedoch das dritte Nvidia-bezogene Repository; dieses bietet die Installation des proprietären Nvidia-Treibers in einer für Bumblebee geeigneten Form an.

Folgende Pakete habe ich bei mir unter Opensuse 13.1 konkret installiert:
bumblebee1

bumblebee2

Entscheidend ist die Installation des Nvidia-Kernel-Modules “nvidia” über das Paket “X11-video-nvidia” aus dem 3-ten Repository. Während der Installation wird die erforderliche Kompilation für den aktuellen Kernel vorgenommen.

Blacklisten des nouveau-Treibers

Nach einer Neuinstallation von Opensuse auf einem Laptop mag es sein, dass der Nouveau-Treiber installiert ist. Ich habe Bumblebee bislang nicht mit dem Nouveau-Treiber ausprobiert, sondern aus verschiedenen Gründen immer den proprietären Nvidia-Treiber (erfolgreich) genutzt. Damit dies möglich wird, muss der Nouveau-Treiber, soweit auf dem Laptop-System vorhanden, deaktiviert werden. Ich habe ihn deshalb zur Sicherheit in eine Blacklist für Kernelmodule aufgenommen. Die Dateien “/etc/modprobe.d/50-blacklist-nouveau.conf” und auch “/etc/modprobe.d/50-blacklist.conf” enthalten somit folgende Statements:

blacklist nouveau
options nouveau modeset=0

Keine Installation des proprietären Nvidia-Treibers über das Linux-Installationsprogramm von der Nvidia-Web-Seite!

Versuchen Sie bitte weder während der Opensuse-Erstinstallation noch später den proprietären Treiber von Nvidia mit den Installationsroutinen von der Nvidia Webseite zu installieren! Das wird in einer Optimus-Konfiguration zu keinem Erfolg führen! Der proprietäre Nvidia-Treiber sollte auf Optimus Laptops statt dessen immer aus dem oben genannten “Bumblebee-Project:/nVidia”-Repository geladen werden.

KMS nicht abschalten!

KMS (Kernel mode setting; s. http://de.wikipedia.org/wiki/Mode-Setting) wird für das “i915”-Modul (also den treiber für die Intel Graka) zwingend benötigt – DKMS sollte man also (im Gegensatz zu früheren Desktop-Installationen mit Nvidia-Karten) nicht über Kernelparameter wie “nomodeset” beim Starten des Systems deaktivieren.

Ferner gilt: Das Opensuse Community Repository für Nvidia Treiber sollte deaktiviert sein; keines der Nvidia RPMs – sprich kein Nvidia-Treiber-Paket – aus diesem Community Repository sollte installiert sein.

Welche Services sind zu aktivieren?

Folgende Services müssen für den Systemstart unter systemd ggf. noch explizit aktiviert werden:

systemctl enable bumblebeed.service
systemctl enable dkms.service

Desktop-User als Mitglied der Gruppe “bumblebee” einrichten

Zudem muss der User, unter dem man den Desktop nutzt, Mitglied der ggf. neu anzulegenden Gruppe “bumblebee” werden.

xorg.conf-Datei

Es lohnt sich ein Blick in das Verzeichnis /etc/bumblebee”: Dort befindet sich eine spezielle Datei “xorg.conf.nvidia”, die von Bumblebee genutzt wird. Eine evtl.
vorhandene “/etc/X11/xorg.conf” im Verzeichnis “/etc/X11” sollte man entfernen !

Sind alle Voraussetzungen geschaffen, startet man das System am besten neu. Man sollte dann auf der gewohnten Desktop-Oberfläche landen. Diese wird vom Intel Treiber – in meinem Fall vom kernel-Modul “i915” – gesteuert. KDE-3D-Effekte lassen sich auch über die Intel-Grafikkarte nutzen; dafür reicht deren Performance allemal.

“lsmod” sollte folgende Module anzeigen, die im Zusammenhang mit Grafik von Bedeutung sind:

i915 710403 8
bbswitch 13943 0
drm 313440 11 i915,drm_kms_helper
drm_kms_helper 56806 1 i915
video 19507 1 i915
button 13952 1 i915
thermal_sys 36646 5 x86_pkg_temp_thermal,intel_powerclamp,thermal,video,processor
 
videobuf2_core 44595 1 uvcvideo
videodev 141701 2 uvcvideo,videobuf2_core
videobuf2_vmalloc 13216 1 uvcvideo
videobuf2_memops 13362 1 videobuf2_vmalloc

Start von 3D-Anwendungen

Spezielle 3d-Applikationen, wie etwa Spiele (z.B. “alienarena”)oder OpenGL-Anwendungsprogramme, die mehr Rechenpower erfordern, kann man dann als Desktop-User über

optirun alienarena

oder

primusrun alienarena

starten.

bumblebee4

“primusrun” reduziert die Framerate der Graka auf die Schirmrate, wenn keine weiteren Parameter angegeben werden. Frame- und vertikale Bildschirmfrequenz werden also synchronisiert. Für volle Performance muss man

vblank_mode=0 primusrun alienarena

benutzen.

Folgender Artikel liefert ein paar Hinweise zum ursprünglichen Unterschied zwischen “primusrun” und “optirun”: http://www.webupd8.org/2012/11/primus-better-performance-and-less.html
Faktisch sind die aktuellen Performance-Unterschiede zwischen “primusrun” und “optirun” auf meinem System jedoch minimal.

“lsmod” zeigt nach dem Starten einer 3d-Applikation dann folgende zusätzlichen Module an:

nvidia 8370147 37
drm 313440 11 nvidia,i915,drm_kms_helper

Aufruf des Tools nvidia-settings

Übrigens: Das Tool “nvidia-settings” ruft man wie folgt auf:

optirun -b none nvidia-settings -c :8

Ab- und An-Schalten der Nvidia-Karte im normalen Desktop-Betrieb

“optirun” und “primusrun” aktivieren die Nividia-Karte bei Bedarf selbständig und deaktivieren sie auch wieder. Zum gezielten Abschalten der Nvidia-Karte im normalen Desktop-Betrieb benutzt man als root-User dagegen folgendes Kommando:

tee /proc/acpi/bbswitch <<< OFF

Anschalten geht über

tee /proc/acpi/bbswitch <<< ON

Der Laptop zeigt die Aktivität der Nvidia-Graka i.d.R. über eine LED an. Ein gezieltes Anschalten im normalen Desktop-Betrieb kann dann nützlich sein, wenn man – wie in meinem Fall – durch ein erratisches Anspringen des Laptop-Lüfters gerade bei zu kühlem Zustand des Laptops genervt wird. Manchmal hilft die zusätzliche Abwärme der Nvidia-Graka im Leerlauf, einen kontinuierlichen Lüfterbetrieb zu erzwingen.

nStartbedingungen zum An- und Abschalten der Nvidia Graka legt man über entsprechende Parameter in der Datei “/etc/modprobe.de/50-bbswitch.conf” fest:

options bbswitch load_state=0 unload_state=1

Was ist nach einem Kernelupdate und Neustart des Systems zu tun ?

Nach einem Kernelupdate läuft der “intel915” Treiber ja typischerweise noch. Man gelangt dadurch auf die grafische Oberfläche. Am einfachsten ist dann eine Deinstallation und anschließende Neuinstallation der oben dargestellten Pakete aus den Bumblebee Repositories – u.a. dkms, dkms-nvidia, bbswitch, vor allem aber “X11-video-nvidia”. Der Nvidia-Treiber wird dabei neu kompliert.

Und was ist mit Opensuse 13.2?

Ich gehe davon aus, dass die Voraussetzungen für eine reibungslosen Bumblebee-betrieb unter Opensuse 13.2 mehr oder weniger analog zu dem oben Beschriebenen für Opensuse 13.1. sind. Siehe auch die entsprechenden nachfolgenden Links.

Links

http://linuxandblues.com/linux/opensuse-13-2-easy-nvidia-bumblebee-guide-update-23-december-14/
http://www.opensuse-forum.de/allgemeines/system-einrichten-und-verwalten/10600-erledigt-nvidia-bumblebee-optirun-probleme/
https://github.com/Bumblebee-Project/Bumblebee/wiki/Install-and-usage
https://wiki.archlinux.org/index.php/Bumblebee

Nun bleibt nur noch, viel Spaß mit Nvidia 3D Beschleunigung auf Optimus Laptops unter Linux zu wünschen.